Πυρηνικές Sirtuins και η γήρανση του ανοσοποιητικού συστήματος Μέρος 2

Παρακαλώ επικοινώνησεoscar.xiao@wecistanche.comΓια περισσότερες πληροφορίες

4. Μονοκύτταρα και Μακροφάγα

Τα μακροφάγα βρίσκονται σε όλους τους ιστούς του σώματος [59]. Είναι κρίσιμα για την ομοιόσταση των ιστών κατά την ανάπτυξη λειτουργιών που σχετίζονται με το πλαίσιο, όπως συμβαίνει στην περίπτωση των κυψελιδικών μακροφάγων στον πνεύμονα ή των μικρογλοιακών κυττάρων στο κεντρικό νευρικό σύστημα.

Εκτός από τους ρόλους τους που σχετίζονται με τον ιστό, τα μακροφάγα είναι επίσης ευρέως γνωστά για την ικανότητά τους να φαγοκυτταρώνουν παθογόνα, γεγονός που οδηγεί σε παρουσίαση αντιγόνου και φλεγμονή. Τα μακροφάγα προέρχονται από ερυθρο-μυελοειδείς πρόδρομους κατά την πρώιμη ανάπτυξη του εμβρύου ή από διηθητικά μονοκύτταρα στην ενήλικη ζωή. Τα μακροφάγα που προέρχονται από έμβρυα και τα προερχόμενα από μονοκύτταρα είναι και τα δύο ικανά να διατηρήσουν την αφθονία τους μέσω της αυτοανανέωσης όταν απαιτείται. Τα μακροφάγα ανταποκρίνονται στο περιβάλλον, με αποτέλεσμα την απόκτηση ενός φάσματος λειτουργικών καταστάσεων. Κατά τη διέγερση με αντιγόνο, τα μακροφάγα ενεργοποιούνται και πολώνονται σε έναν προ- ή αντιφλεγμονώδη φαινότυπο, τα λεγόμενα κλασικά ενεργοποιημένα Ml και εναλλακτικά μακροφάγα M2, αντίστοιχα. Τα μακροφάγα Ml εκτελούν κυτταροτοξικές και προφλεγμονώδεις λειτουργίες που προκαλούν βλάβη στους ιστούς, ενώ τα μακροφάγα Μ2 είναι σημαντικά για την εκ νέου επίλυση της φλεγμονής και την επιδιόρθωση των ιστών. Η λειτουργία των μακροφάγων μεταβάλλεται σε ηλικιωμένους ξενιστές, με αποτέλεσμα φτωχά αποτελέσματα μετά από λοιμώξεις και εκφυλισμό ιστών [60]. Τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά των ηλικιωμένων μακροφάγων μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον πληθυσμό των μακροφάγων, αλλά πολλές μελέτες δείχνουν ότι τα μακροφάγα από παλιούς ξενιστές έχουν μειωμένη φαγοκυτταρική ικανότητα και στρέφονται προς έναν πιο προφλεγμονώδη φαινότυπο. Η εξάντληση των μακροφάγων σε ηλικιωμένους ποντικούς υπό χορήγηση ανοσοθεραπείας σχετίζεται με μειωμένη παραγωγή και επιβίωση προφλεγμονωδών κυτταροκινών [61]. Ομοίως, η στόχευση μακροφάγων σε ηλικιωμένα ποντίκια βελτιώνει τη δομή των περιφερικών νεύρων και τη μυϊκή απόδοση [62]. Μαζί αυτά τα δεδομένα δείχνουν ότι η απορρύθμιση των μακροφάγων με την ηλικία συμβάλλει σημαντικά στη συνολική γήρανση του οργανισμού.

Διάφορες σειρές στοιχείων υποδεικνύουν ότι οι πυρηνικές σιρτουίνες υποστηρίζουν ανοσοκατασταλτικές λειτουργίες και αποκρίσεις που σχετίζονται με το Μ2- (Εικόνες 2 και 4). Για παράδειγμα, η έκφραση SIRT6 αυξάνεται σε μακροφάγους BM ποντικού κάτω από συνθήκες πόλωσης Μ{{4} [55]. Ομοίως, η έκφραση του SIRT2 μειώνεται στη μικρογλοία του ποντικού κατά τη διέγερση του LPS, η οποία προκαλεί πόλωση Ml [56].cistanche χοληστερόληΟι Sirtuins υποστηρίζουν τη βιολογία των μακροφάγων σε πολλά επίπεδα, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής διαφοροποίησης, της αυτοανανέωσης, της πόλωσης και της ενεργοποίησής τους. Τα επίπεδα των πρωτεϊνών SIRT1 και SIRT2 αυξάνονται κατά τη διαφοροποίηση των ανθρώπινων μονοκυττάρων σε μακροφάγα και η αναστολή τους με κανναβινόλη (Πίνακας 1) ή η ανεπάρκειά τους προκαλεί την ανάπτυξη ενός προφλεγμονώδους φαινοτύπου[46]. Τα SIRT1 και SIRT2 εμποδίζουν την πρόωρη έκφραση των προφλεγμονωδών γονιδίων μέσω του ελέγχου της δομής της χρωματίνης τους. Μηχανιστικά, το SIRTl και το SIRT2 αλληλεπιδρούν με το ένζυμο DNA μεθυλτρανσφεράση 3B(DNMT3B) για την προώθηση της μεθυλίωσης του DNA επιπλέον του περιορισμού της εναπόθεσης H3K4me3 και H3K27ac [47]. Μακροφάγα που προέρχονται από BM από ποντικούς Sirt6W LysM-Cre, στα οποία το γονίδιο SIRT6 διαγράφεται ειδικά στα μυελοειδή κύτταρα, έχουν αυξημένα επίπεδα έκφρασης προφλεγμονωδών κυτοκινών, συμπεριλαμβανομένης της ιντερλευκίνης (IL)-6, του παράγοντα νέκρωσης όγκου (TNF- ) και ιντερφερόνης (IFN-), και αυξημένες δυνατότητες μετανάστευσης σε σύγκριση με τους ελέγχους WT, αλλά δεν είναι γνωστό εάν αυτό οφείλεται σε εξασθενημένη κυτταρική διαφοροποίηση[55].

Οι δραστηριότητες SIRT1, SIRT2, SIRT6 και SIRT7 είναι επίσης σημαντικές για την ισορροπία της πόλωσης των μακροφάγων (Εικόνα 4), η οποία εξαρτάται από συγκεκριμένα ερεθίσματα και γεγονότα σηματοδότησης κατάντη [66]. Η πόλωση του Μ1 συμβαίνει ως απόκριση σε ερεθίσματα όπως το LPS ή το IFN-y και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον μεταγραφικό παράγοντα πυρηνικού παράγοντα-kB(NF-KB), έναν κύριο ρυθμιστή της φλεγμονής και των οδών που σχετίζονται με την ηλικία [13,66]. Η πόλωση του M2 προκαλείται από ερεθίσματα όπως το IL-4 ή το ⅡL-10 και χρησιμοποιεί διαφορετικά σήματα καταρράκτη, συμπεριλαμβανομένης της ενεργοποίησης του μετατροπέα σήματος και του ενεργοποιητή της μεταγραφής 6(STAT6) και του ενεργοποιημένου από τον πολλαπλασιαστή υπεροξισώματος υποδοχέα y (PPARy). Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι τα SIRT1, SIRT2 και SIRT6 περιορίζουν τη φλεγμονή των μακροφάγων μέσω της ρύθμισης του NF-kB [55,57,58]. Τα μακροφάγα BM νοκ-άουτ SIRT1, SIRT2 και SIRT6 εμφανίζουν υπερακετυλίωση της υπομονάδας NF-kB p65, η οποία αυξάνει τη μεταγραφική της δραστηριότητα και αυξημένη έκφραση των γονιδίων-στόχων NF-kB, συμπεριλαμβανομένων των IL-6, TNF-a και IL{ {34}} . Η βιοχημική και λειτουργική αλληλεπίδραση των SIRT1, SIRT2 και SIRT6 με το NF-kB είναι καλά τεκμηριωμένη σε πολλούς κυτταρικούς τύπους [13,65,67], υποδηλώνοντας ότι παρόμοιοι μηχανισμοί ρύθμισης του NF-kB μπορεί να υπάρχουν στα μακροφάγα. Στα κύτταρα HeLa, το SIRT6: αποσιωπά την έκφραση των γονιδίων που στοχεύει το NF-kB αποακετυλιώνοντας το H3K9ac [13].παρενέργειες cistanche deserticolaΕπιπλέον, στα κύτταρα 293F, το SIRT6 προάγει την έκφραση του καταστολέα NF-KB, IkBa (πυρηνικός παράγοντας ενισχυτή γονιδίου κάπα φωτός πολυπεπτιδίου σε αναστολέα Β-κυττάρων, ), μέσω ενός μηχανισμού που περιλαμβάνει μονοουβικιτινοποίηση κυστεΐνης της μεθυλοτρανσφεράσης ιστόνης SUV39H1, στον διαχωρισμό του από τον προαγωγέα γονιδίου IkBa και, κατά συνέπεια, στην ενεργοποίηση γονιδίου [68]. Στους εμβρυϊκούς ινοβλάστες ποντικού, το SIRT2 αποακετυλιώνει απευθείας την υπομονάδα p65 του NF-kB στη λυσίνη 310, καταστέλλοντας τη μεταγραφική του δραστηριότητα [67]. Το SIRT2 αποακετυλιώνει το H4K16ac κατά τη διάρκεια της μετάβασης G2/M, αλλά δεν έχει διερευνηθεί εάν το SIRT2 ρυθμίζει επιγενετικά τα γονίδια NF kB κατά τη διάρκεια της φλεγμονής ή υπό παρόμοιες συνθήκες. Τέλος, η έκφραση του SIRT7 έχει αναφερθεί ότι μειώνεται με τρόπο εξαρτώμενο από την ηλικία στα λευκοκύτταρα από υγιείς ασθενείς. Στη μονοκυτταρική κυτταρική σειρά THP-1, η διαφοροποίηση μονοκυττάρου σε μακροφάγο με τη μεσολάβηση PMA αυξάνει την έκφραση SIRT7, ενώ η υπερέκφραση SIRT7 αυξάνει τους δείκτες διαφοροποίησης σε μη διεγερμένα κύτταρα THP-1 [64].

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα

Το SIRTI και το SIRT2 διαδραματίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην ενεργοποίηση της μικρογλοίας και στη φλεγμονή του εγκεφάλου, που έχουν σημαντικές επιπτώσεις για νευροεκφυλιστικές ασθένειες που εξαρτώνται από την ηλικία [56,69]. Η υπερέκφραση του SIRT1 σε μικρογλοιακά κύτταρα προστατεύει επίσης τα νευρικά κύτταρα από τον επαγόμενο από αμυλοειδές πεπτίδιο θάνατο, μια νευροτοξική οδό που σχετίζεται με την παθογένεση της νόσου Alzheimer[69]. Τα μικρογλοιακά κύτταρα Sirt2/ποντίκια και SIRT2 KD που προκαλούνται με LPS έχουν ισχυρότερη μικρογλοιακή προφλεγμονώδη απόκριση, συμπεριλαμβανομένων υψηλότερων επιπέδων έκκρισης κυτοκίνης και παραγωγής ελεύθερων ριζών και κυτταρικού θανάτου [56]. Σε μοριακό επίπεδο, τα SIRT1 και SIRT2 ασκούν τις αντιφλεγμονώδεις ιδιότητές τους μειώνοντας τη δραστηριότητα του NF-kB. Οι ενζυμικές ικανότητες του SIRT2 διαμορφώνονται με φωσφορυλίωση και η απουσία αυτής της μετα-μεταφραστικής τροποποίησης στη σερίνη S331 του SIRT2 αποτρέπει την ακετυλίωση του NF-kB σε μικρογλοιακά κύτταρα. Πράγματι, η υπερέκφραση του μεταλλάγματος SIRT2 S331A που είναι ανθεκτικό στο φωσφο, αλλά όχι του μεταλλάγματος SIRT2 S331D φωσφο-μιμητικό, στη μικρογλοία έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη ακετυλίωση της υπομονάδας p65 στη λυσίνη 310, επιφέροντας πιθανώς την προσβολή του γονιδίου στόχου Β.

Αν και τα μακροφάγα είναι τερματικά διαφοροποιημένα κύτταρα, έχουν την ικανότητα να αυτοδιατηρούνται μέσω τοπικού πολλαπλασιασμού ανεξάρτητα από τη διαφοροποίηση των αιμοποιητικών πρόδρομων ουσιών, ένα χαρακτηριστικό που συνήθως συνδέεται με τα βλαστοκύτταρα [70]. Το SIRTl συμμετέχει στην αυτοανανέωση των μακροφάγων ελέγχοντας την εξέλιξη και τον πολλαπλασιασμό του κυτταρικού κύκλου [42].cistanche δοσολογία redditΤα μακροφάγα SIRT1 KD είναι λιγότερο αποτελεσματικά σε προσδιορισμούς σχηματισμού αποικιών και εμφανίζουν διακοπή του κυτταρικού κύκλου Gl που σχετίζεται με μείωση της ρύθμισης του Myc, μειωμένη φωσφορυλίωση του παράγοντα Ε2 (E2F) και αυξημένη πυρηνική μετατόπιση του μεταγραφικού παράγοντα FOXOl. Αντίστοιχα, η ανεπάρκεια SIRT1 έχει ως αποτέλεσμα τη γονιδιακή σίγαση των μονοπατιών Myc και E2F, που παίζουν σημαντικό ρόλο στην αυτοανανέωση, και στη ρύθμιση προς τα πάνω εκείνων των οδών που περιλαμβάνουν παράγοντες FOXO, οι οποίοι είναι γνωστό ότι προκαλούν διακοπή του κυτταρικού κύκλου. Παρόμοιος φαινότυπος παρατηρείται σε μακροφάγα που υποβλήθηκαν σε αγωγή με NAM (Πίνακας 1), γεγονός που αυξάνει την πιθανότητα να εμπλέκονται και άλλες σιρτουΐνες στη διαδικασία αυτοανανέωσης.

Το Cistanche μπορεί να αντιγηρανθεί

Παρά τους καθιερωμένους αντιφλεγμονώδεις ρόλους των sirtuins, μόνο μία μελέτη ασχολήθηκε με τη συμβολή τους στη γήρανση των μακροφάγων και στην ανάπτυξη ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία. Η παρουσία γηρασμένων κυττάρων σε γηρασμένους ιστούς προάγει την πόλωση και την ενεργοποίηση των μακροφάγων Μ1, με αποτέλεσμα τη φλεγμονή των ιστών και την υποβάθμιση της σηματοδότησης της ινσουλίνης [71] Πράγματι, η χρόνια φλεγμονή χαμηλού βαθμού στους ηλικιωμένους σχετίζεται με αντίσταση στην ινσουλίνη και διαβήτη [72]. Από αυτή την άποψη, το μυελοειδές SIRT2 έχει αποδειχθεί ότι προστατεύει από τη δυσανεξία στη γλυκόζη ελέγχοντας τη φλεγμονή που σχετίζεται με τη γήρανση [63]. Το πώς το SIRT2 ρυθμίζει αυτή τη διαδικασία εξηγείται από τη λειτουργική του αλληλεπίδραση με το φλεγμονώδες NLRP3 (Εικόνα 4), όπως αναφέρεται επίσης στα HSCs. Στα μακροφάγα, το SIRT2 αλληλεπιδρά και αποακετυλιώνει την πρωτεΐνη του ικριώματος NLRP3 για να καταστέλλει τη συναρμολόγηση και τη δραστηριότητα του φλεγμονώδους NLRP3. Είναι σημαντικό ότι τα επίπεδα SIRT2 μειώνονται με την ηλικία στα μακροφάγα σε συνδυασμό με την αυξημένη ακετυλίωση και ενεργοποίηση του NLPR3. Επιπλέον, ο λευκός λιπώδης ιστός που είχε προηγουμένως συγκαλλιεργηθεί με ηλικιωμένους μακροφάγους εμφανίζει μειωμένη σηματοδότηση ινσουλίνης σε σύγκριση με νεαρούς μάρτυρες, οι οποίοι μπορούν να διασωθούν με παλιούς μακροφάγους που μετατράπηκαν με SIRT2 ή με μια συστατική αποακετυλιωμένη μορφή NLPR3. Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τον άξονα SIRT2-NLPR3 στα μακροφάγα ως έναν ενδιαφέροντα στόχο για την αναστροφή της φλεγμονής που σχετίζεται με την ηλικία και τη βελτίωση της ομοιόστασης της γλυκόζης.

5. Ηωσινόφιλα

Τα ηωσινόφιλα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην άμυνα ενάντια στις λοιμώξεις από ελμινθικά παράσιτα και τις αλλεργικές φλεγμονές, όπως η αλλεργική ρινίτιδα και το άσθμα. Άλλοι ρόλοι περιλαμβάνουν τον κυτταρικό μεταβολισμό, τη θερμογένεση και τις αντικαρκινικές αποκρίσεις. Τα ηωσινόφιλα παράγονται στον μυελό των οστών παρουσία IL-5, μια διαδικασία που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον μεταγραφικό παράγοντα GATA-1 [73]. Σε ανθρώπους και ποντίκια, πρόσφατα στοιχεία δείχνουν ότι οι συχνότητες των ηωσινοφίλων μειώνονται στον λευκό λιπώδη ιστό των ηλικιωμένων ξενιστών [74]. Αυτή η εξαρτώμενη από την ηλικία μείωση της αφθονίας των ηωσινοφίλων συσχετίζεται με την εμφάνιση φλεγμονής και την ανάπτυξη διαφορετικών καταστάσεων που σχετίζονται με την ηλικία, συμπεριλαμβανομένης της αδυναμίας και της εξασθενημένης ανοσοαπόκρισης στην ανοσοποίηση. Είναι σημαντικό ότι η μεταφορά νεαρών ηωσινοφίλων σε ηλικιωμένους λήπτες ποντικών μειώνει τη συστηματική φλεγμονή χαμηλού βαθμού, βελτιώνει τη φυσική απόδοση και τη διαφοροποίηση και δραστηριότητα του ανοσοποιητικού, τονίζοντας τον ρόλο των νεαρών ηωσινόφιλων ως αναζωογονητικών παραγόντων.

Οι γνώσεις μας για το ρόλο των σιρτουινών και των ηωσινόφιλων είναι πολύ περιορισμένες (Εικόνες 2 και 5). Υπάρχει μόνο μία αναφορά που περιγράφει τη λειτουργική αλληλεπίδραση μεταξύ τους (Εικόνα 5Α)[75]. Ωστόσο, ορισμένα στοιχεία υποδηλώνουν ότι οι σιρτουίνες παίζουν σημαντικό ρόλο στη βιολογία των ηωσινοφίλων. Για παράδειγμα, η απόκριση βλάβης στο DNA είναι μια διαδικασία που συνδέεται στενά με τη δραστηριότητα της πυρηνικής σιρτουΐνης [76] και είναι γνωστό ότι είναι πιο ισχυρή στα ηωσινόφιλα από ότι σε άλλα έμφυτα κύτταρα του ανοσοποιητικού[77]. Το SIRT6 είναι σημαντικό για τη διαφοροποίηση και τη λειτουργία των ηωσινοφίλων [75]. Η in vitro διαφοροποίηση των ΒΜ κυττάρων σε ηωσινόφιλα μεταβάλλεται απουσία SIRT6. Επιπλέον, η πόλωση των μακροφάγων M2 με τη μεσολάβηση ηωσινόφιλων, μια διαδικασία που εξαρτάται από την έκκριση IL{11}} ηωσινοφίλων, είναι επίσης μειωμένη παρουσία ηωσινοφίλων Sirt67. Το SIRT6 ρυθμίζει την αφθονία και τη δραστηριότητα του GATA-1, ενός παράγοντα μεταγραφής που απαιτείται για τη δέσμευση και τη διαφοροποίηση της γενεαλογίας των ηωσινοφίλων [73]. Περιέργως, το SIRT6 προωθεί τη μεταγραφική δραστηριότητα GATA{17}} ανεξάρτητα από την ενζυματική του δραστηριότητα. Το SIRT6 σχηματίζει ένα τριμερές σύμπλεγμα με το GATA-1 και το p300 για να ρυθμίζει θετικά τη δραστηριότητα GATA{-1, επομένως είναι πιθανό το SIRT6 να λειτουργεί ως πρωτεΐνη ικριώματος για τη στρατολόγηση της ακετυλοτρανσφεράσης της ρ300 σε αυτό το σύμπλεγμα. Παρόμοια με ό,τι συμβαίνει σε ηλικιωμένους ξενιστές, μετά την έκθεση στο κρύο, τα μυελοειδή.6-ποντίκια Sirt έχουν χαμηλότερες συχνότητες ηωσινόφιλων στον λευκό λιπώδη ιστό από τα ποντίκια WT. Η προσαρμοστική θερμογένεση απαιτεί παραγωγή κυτοκινών, συμπεριλαμβανομένης της IL-4 από τα ηωσινόφιλα, η οποία οδηγεί σε πόλωση των μακροφάγων Μ2 και με τη σειρά της διευκολύνει το μαύρισμα των λευκών λιποκυττάρων και τη δημιουργία θερμότητας. Αν και αυτή η μελέτη ασχολήθηκε με το ρόλο του ηωσινόφιλου SIRT6 στη δραστηριότητα των καφέ λιποκυττάρων, είναι αξιοσημείωτο ότι οι αποθήκες και η λειτουργία του καφέ λιπώδους ιστού μειώνονται στους ηλικιωμένους [78], προτείνοντας νέους τρόπους κατανόησης των μηχανισμών γήρανσης του οργανισμού και της πιθανής σχέσης τους με το ηωσινόφιλο SIRT6 .

διαφοροποίηση, πιθανώς μέσω σταθεροποίησης και ενεργοποίησης GATA-1 [75]. Το (B)SIRT2 ενισχύει την κυτταροτοξικότητα που προκαλείται από ΝΚ κύτταρα έναντι των κυττάρων ηπατοκυτταρικού καρκινώματος, αλλά ο υποκείμενος μοριακός μηχανισμός παραμένει ως επί το πλείστον άγνωστος [79]. (Γ) Στα DCs, το SIRT1 ρυθμίζει την έκφραση κυτοκίνης με σημαντικές συνέπειες για την επακόλουθη διαφοροποίηση Th [80-82]. Το SIRT1 προωθεί τη διαφοροποίηση Treg μέσω του παραγωγικού TGF- 1 με τρόπο που εξαρτάται από το HIF1-. Το SIRT1 προάγει επίσης τη διαφοροποίηση Th17 μέσω αποακετυλίωσης IRF1, περιορίζοντας έτσι τη δέσμευσή του στον προαγωγέα il-27p28 και αποσιωπώντας την έκφρασή του. Επιπλέον, ως απόκριση στο zymosan, το SIRT1 στρατολογείται σε έναν προαγωγέα γονιδίου il-12 για να καταστείλει την έκφρασή του και να περιορίσει τη διαφοροποίηση Th1. (Δ) Το SIRT6 απαιτείται τόσο για τη διαφοροποίηση όσο και για την ωρίμανση DC, αλλά οι εμπλεκόμενοι μοριακοί μηχανισμοί δεν έχουν διερευνηθεί [48].

6.ΝΚ Κύτταρα

Τα κύτταρα ΝΚ είναι κυτταροτοξικά λεμφοκύτταρα με σημαντικό ρόλο στην έμφυτη ανοσία έναντι κυττάρων και όγκων που έχουν μολυνθεί από ιούς. Τα κύτταρα ΝΚ εκκρίνουν περφορίνες και γρανζύμα και εκφράζουν συνδέτες κυτταρικού θανάτου στην επιφάνειά τους για να προκαλέσουν απόπτωση των κυττάρων-στόχων. Επιπλέον, τα κύτταρα ΝΚ εκκρίνουν μια ποικιλία προ-φλεγμονωδών κυτοκινών, συμπεριλαμβανομένων των TNF-x και IFN-, που έχουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση και ενίσχυση των ανοσολογικών αποκρίσεων μέσω της ενεργοποίησης των μακροφάγων και των δενδριτικών κυττάρων. Στους ηλικιωμένους ανθρώπους, το διαμέρισμα των ΝΚ κυττάρων σχετίζεται με αύξηση των ώριμων μακρόβιων κυκλοφορούντων ΝΚ κυττάρων[83]. Παρά την αύξηση αυτή, η κυτταροτοξικότητα με τη μεσολάβηση των ΝΚ, συμπεριλαμβανομένης της εκκρίσεως κοκκίων και της θανάτωσης με τη μεσολάβηση των υποδοχέων του θανάτου, είναι μειωμένη, με αποτέλεσμα κακή ανταπόκριση στους ιούς και αύξηση στην ανάπτυξη καρκίνου. 5). Τα επίπεδα έκφρασης του ανθρώπινου SIRT1 είναι υψηλά σε ηλικιωμένα κύτταρα ΝΚ [84]. Ειδικότερα, το επίπεδο έκφρασης SIRT1 είναι σημαντικά υψηλότερο σε ανθρώπινα κύτταρα ΝΚ ατόμων ηλικίας άνω των 85 ετών από ό,τι σε ηλικιωμένους και νέους με μέση ηλικία 75 και 21 ετών. αντίστοιχα. Ομοίως, τα επίπεδα της πρωτεΐνης θερμικού σοκ 70 (HSP70), μιας πρωτεΐνης με σημαντικούς ρόλους στην αναδίπλωση των πρωτεϊνών και ενός κατάντη τελεστή της δραστηριότητας SIRT1 στον έλεγχο της ποιότητας πρωτεΐνης [85], είναι επίσης υψηλά σε ηλικιωμένους άνω των 85 ετών. Στην ίδια ομάδα, η υπεροξειδική δισμουτάση 2 (SOD2), ένα κύριο αντιοξειδωτικό ένζυμο που ρυθμίζεται από το SIRT1 σε πολλά κύτταρα [86], εκφράζεται επίσης έντονα στα ενεργοποιημένα κύτταρα ΝΚ.οφέλη από το εκχύλισμα κιστάνςΠεραιτέρω έρευνα μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τον ρόλο του SIRT1 σε γηρασμένα κύτταρα NFK και να δείξουμε εάν το SIRT1 έχει λειτουργική σχέση με το HSP70 και το SOD2.

Το SIRT2 προάγει τη δραστηριότητα των ηπατικών ΝΚ κυττάρων σε απόκριση στο ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (Εικόνα 5Β) (HCC)[79]. Η έκφραση SIRT2 αυξάνει ειδικά στα κύτταρα ΝΚ του ήπατος από HCC. επαγόμενα ποντίκια, όπου προάγει τη δραστηριότητα των κυττάρων ΝΚ. Τα κύτταρα ΝΚ που υπερεκφράζουν το SIRT εκκρίνουν υψηλότερες προφλεγμονώδεις κυτοκίνες, κυτταροτοξικούς κόκκους και έχουν ενισχυμένη ογκοκτόνο δράση, ενώ το SIRT2 KD μειώνει την κυτταροτοξική δραστηριότητα των ΝΚ κυττάρων. Η δραστηριότητα SIRT2 συσχετίζεται με αυξημένη φωσφορυλίωση της εξωκυτταρικής ρυθμισμένης κινάσης 1/2 (Erk1/2) και της ρ38, δύο οδών σηματοδότησης σημαντικές για τη δραστηριότητα των ΝΚ κυττάρων. Παρά τη σημασία του SIRT2 για την αντινεοπλασματική απόκριση με τη μεσολάβηση των κυττάρων ΝΚ του ήπατος, ο ρόλος αυτής της sirtuin στη γήρανση των ΝΚ κυττάρων δεν έχει ακόμη διερευνηθεί. 7.Δενδριτικά κύτταρα

Τα δενδριτικά κύτταρα (DCs) είναι κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνο και έχουν σημαντικό ρόλο στην προσαρμοστική ανοσία και στη διατήρηση της αυτοανοχής. Σε σταθερή κατάσταση, τα δενδριτικά κύτταρα είναι εξαιρετικά φαγοκυτταρικά και παρουσιάζουν συνεχώς αυτοαντιγόνα για να περιορίσουν την αντιδραστικότητα των Τ κυττάρων. Μετά τη μόλυνση, τα DC ωριμάζουν, με αποτέλεσμα την αυξημένη έκφραση συνδιεγερτικών υποδοχέων, συμπεριλαμβανομένων των μορίων CD80, CD86 και MHC-II, έκκριση προφλεγμονωδών κυτοκινών και εκκίνηση των Τ κυττάρων. Οι κύριοι δενδριτικοί υποτύποι περιλαμβάνουν συμβατικά δενδριτικά κύτταρα (cDC), μυελοειδούς προέλευσης, και πλασματοκυτταροειδή δενδριτικά κύτταρα (pDCs), τα οποία προέρχονται από λεμφοειδές πρόδρομο. Η γήρανση προκαλεί σημαντικές αλλαγές στη δραστηριότητα του DC. Σε γενικές γραμμές, ενώ η DCresponse στα παθογόνα είναι μειωμένη, υπάρχει αυξημένη αντιδραστικότητα στα αυτοαντιγόνα και αυξημένη έκφραση των προφλεγμονωδών κυτοκινών, οι οποίες συμβάλλουν στη διάσπαση της ανοχής και στη φλεγμονή[87].

Ενώ το SIRTl είναι απαραίτητο για τη διαφοροποίηση και την ωρίμανση DC, το DC SIRTl έχει μεγάλη σημασία για τη διατήρηση της ισορροπίας των ανοσοαποκρίσεων που προκαλούνται από Th (Εικόνες 2 και 5). Πράγματι, η έκφραση του SIRT1 αυξάνεται στα DCs κατά τη διέγερση του υποδοχέα τύπου Toll (TLR) σε ανθρώπους και ποντίκια και η διαγραφή του σε ποντίκια έχει ως αποτέλεσμα αλλοιωμένη πόλωση Τ κυττάρων [80,81]Ωστόσο, αρκετές ερευνητικές ομάδες έχουν αναφέρει αντίθετους ρόλους για το SIRTl σε αυτό κυτταρικός τύπος (Εικόνα 5Γ). Ο Yang και οι συνεργάτες του βρήκαν ότι το DC SIRT1 κατευθύνει την παραγωγή των κυττάρων Th17, ενός υποσυνόλου Τ κυττάρων με φλεγμονώδεις ιδιότητες, περιορίζοντας την παραγωγή IL{10}}, μιας αντιφλεγμονώδους κυτοκίνης που καταστέλλει τη διαφοροποίηση Th17 . Πράγματι, τα ποντίκια Sirt10 CD110-Cre, στα οποία το SIRTl διαγράφεται ειδικά στα DC, έχουν χαμηλότερα ποσοστά κυττάρων Th17. Σε μοριακό επίπεδο, το SIRTl αλληλεπιδρά και αποακετυλιώνει τον ρυθμιστικό παράγοντα 1 της ιντερφερόνης (IRF1), έναν μεταγραφικό παράγοντα που σχετίζεται με την έκφραση της IL-27. Το IL{19}} είναι ένα ετεροδιμερές πρωτεΐνης που αποτελείται από υπομονάδες p28 και εξαρτώμενη από το γονίδιο 3(EBI3)SIRT1-απακετυλίωση του IRF1 που προκαλείται από τον Epstein-Barr, μειώνει τη δέσμευση του IRF1 στον προαγωγέα του γονιδίου il-27p28, με αποτέλεσμα στη σίγασή του, οδηγώντας έτσι σε μειωμένη παραγωγή IL-27 και στην προώθηση της διαφοροποίησης Th17. Χρησιμοποιώντας ένα παρόμοιο μοντέλο ποντικιού διαγραφής Sirt1 σε DCs, ο Liu και οι συνεργάτες του ανέφεραν ότι το DC SIRT1 υπαγορεύει την ισορροπία της παραγωγής Thl και ρυθμιστικών κυττάρων T (Treg) κατά τη διέγερση DC, χωρίς αλλαγή στη γενεαλογία Th17. Τα ποντίκια με Sirt1/DCs έχουν υψηλότερα ποσοστά IFNyt Τ κυττάρων και έκκριση IFNy και χαμηλότερα ποσοστά FOXP3 συν Τ κύτταρα και επίπεδα FOXP3 mRNA. Σε αυτή τη μελέτη, το SIRT1 ρυθμίζει την παραγωγή IL-12 και TGF{{40} }, δύο κυτοκίνες χαρακτηριστικές για τη διαφοροποίηση Thl και Treg, αντίστοιχα με έναν επαγόμενο από υποξία παράγοντα έναν (HIFla)-εξαρτώμενο τρόπο. Στα ανθρώπινα DCs, το SIRTl περιορίζει επίσης την παραγωγή της IL-12p70 σε απόκριση στο zymosan, ένα ερέθισμα TLR2 που εμπλέκεται στην ανοσοανοχή και στη μείωση της κυτοκίνης Thl [82]. Το IL-12p70 είναι ένα ετεροδιμερές των υπομονάδων p35 και p40, οι οποίες κωδικοποιούνται από τα γονίδια IL-12a και IL-12b, αντίστοιχα. Μηχανιστικά, το zymosan προτρέπει τη στρατολόγηση SIRTl στον προαγωγέα γονιδίου IL-12, με αποτέλεσμα τη συμπίεση της χρωματίνης στο νουκλεόσωμα 1 και την αποακετυλίωση ιστόνης, η οποία περιορίζει την έκφραση της IL{-12p35. Συνολικά, αυτές οι μελέτες υποδεικνύουν ότι το SIRTl είναι ένας κύριος ρυθμιστής της παραγωγής κυτοκίνης σε DCs και έχει σημαντικές επιπτώσεις για την επακόλουθη δημιουργία υποομάδων Τ κυττάρων.

Σε ανθρώπους και ποντίκια, το SIRT6 συμμετέχει στη διαφοροποίηση και ωρίμανση των δενδριτικών κυττάρων (Εικόνα 5D)[48]. Σε σύγκριση με τους ελέγχους WT, τα Sirt6/ποντίκια έχουν λιγότερους πρόδρομους cDC στο μυελό των οστών τους. Επιπλέον, η in vitro διαφοροποίηση και η ωρίμανση των DC ποντικών από κύτταρα ΒΜ είναι εξασθενημένη απουσία SIRT6. Πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα έχουν ληφθεί σε ένα ανθρώπινο μοντέλο παραγωγής cDC, στο οποίο η αναστολή SIRT6 με αναστολέα S6 (Πίνακας 1) βλάπτει σοβαρά τη διαφοροποίηση των μονοκυττάρων σε DCs. Από φαινοτυπική άποψη, τα DC που προέρχονται από Sirt6// BM ποντικού είναι λιγότερο ώριμα, όπως μετράται με μειωμένη έκφραση των CD86, CD80 και MHCII, αυξημένη ενδοκυτταρική ικανότητα και μειωμένη ικανότητα διέγερσης του πολλαπλασιασμού των λεμφοκυττάρων. Είναι σημαντικό ότι η δέσμευση TLR με LPS σε DC που προέρχονται από Sirt6/BM έχει ως αποτέλεσμα αυξημένα ποσοστά κυττάρων που παράγουν TNF-o-και IL{14}, υπονοώντας ότι το SIRT6 ρυθμίζει την παραγωγή κυτοκίνης σε αυτά τα κύτταρα. Συνολικά, αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τον σημαντικό ρόλο του SIRT6 στα DCs και προτείνει ότι η έλλειψη SIRT6 σε ηλικιωμένους DC θα μπορούσε να είναι εν μέρει υπεύθυνη για τις φτωχές ανοσολογικές αποκρίσεις και τη φλεγμονή. 8.Adaptive Immunity

Ενώ το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει επαναλαμβανόμενα μοτίβα χαμηλής εξειδίκευσης που υπάρχουν σε ένα ευρύ φάσμα παθογόνων και κατεστραμμένων κυττάρων-ξενιστών, το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα είναι αξιοσημείωτο για τον υψηλό βαθμό εξειδίκευσής του σε αντιγόνο. Τα λεμφοκύτταρα Β και Τ, τα δύο κυτταρικά μέλη της προσαρμοστικής ανοσίας, δημιουργούνται στον μυελό των οστών (Εικόνα 2), αν και οι πρόγονοι των Τ κυττάρων μεταναστεύουν στη συνέχεια στον θύμο για να ολοκληρώσουν την ωρίμανση τους. Τα ώριμα Β και Τ κύτταρα κυκλοφορούν στην κυκλοφορία του αίματος και στο λεμφικό σύστημα και αμφότερα εκφράζουν υποδοχείς Β-λεμφοκυττάρων (BCR) ή υποδοχείς Τ-λεμφοκυττάρων (TCRs) στις μεμβράνες τους, οι οποίοι αναπτύσσονται για να αναγνωρίζουν σχεδόν οποιοδήποτε εξωγενές ή κακοήθη αντιγόνο ενώ ανέχονται τα αυτοαντιγόνα. Η κλωνική ποικιλομορφία της εξειδίκευσης του αντιγόνου είναι επομένως ο ακρογωνιαίος λίθος του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος. Με την αναγνώριση των μολυσματικών παραγόντων, τα Β και Τ κύτταρα ενεργοποιούνται και διαφοροποιούνται σε τελεστικά κύτταρα ή κύτταρα μνήμης μακράς διάρκειας. Τα δραστικά λεμφοκύτταρα είτε ενισχύουν την έμφυτη ανοσοαπόκριση στοχεύοντας ειδικά παθογόνα ή μέσω έκκρισης κυτοκίνης, είτε προκαλούν το θάνατο μολυσμένων και κακοήθων κυττάρων ξενιστών είτε τερματίζουν την ανοσολογική απόκριση μόλις εξαλειφθεί η πρόκληση. Στο πλαίσιο του ανοσοποιητικού, η κλωνική ποικιλομορφία των Β και Τ κυττάρων διακυβεύεται και παρατηρείται σημαντική μείωση στην ικανότητα απόκρισης σε εμβόλια και νέους παθογόνους παράγοντες. 9.Τ κύτταρα

Τα Τ λεμφοκύτταρα υποδιαιρούνται σε βοηθητικά CD4t T και κυτταροτοξικά CD8t Τ κύτταρα και ενεργοποιούνται από TCR-ειδικά αντιγόνα σε μια διαδικασία που περιλαμβάνει επαφές κυττάρου με κύτταρο. Τα κυτταροτοξικά CD8t Τ κύτταρα αναγνωρίζουν τα κακοήθη κύτταρα ή τα κύτταρα που έχουν μολυνθεί και τα στοχεύουν για κυτταρικό θάνατο με διάφορους μηχανισμούς, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής γρανζύμων και περφορινών, δύο σημαντικών προ-αποπτωτικών παραγόντων. Τα βοηθητικά CD4 συν Τ κύτταρα έχουν ανοσοτροποποιητικές λειτουργίες και χωρίζονται περαιτέρω σε μυριάδες υποσύνολα, συμπεριλαμβανομένων των Th1, Th2, Th9, Th17 και Treg, καθένα από τα οποία έχει μια ξεχωριστή ομάδα στόχων ανοσοκυττάρων και πρότυπο έκφρασης κυτοκίνης (Εικόνα 2)[88, 89].

Αν και ένας ορισμένος βαθμός παραγωγής αφελών Τ κυττάρων θεωρείται ότι διατηρείται μέχρι τα βαθιά γεράματα, είναι αποδεκτό ότι η κύρια δεξαμενή κυττάρων Tr δημιουργείται νωρίς στη ζωή. Κατά τη διάρκεια της ατροφίας του θύμου αδένα που σχετίζεται με την ηλικία, λαμβάνει χώρα προοδευτική μείωση της κυτταρικότητας του θύμου και σημαντική απώλεια της αρχιτεκτονικής των ιστών. Αυτό συνοδεύεται από εκθετική μείωση της θυμοποίησης, με χρόνο ημιζωής 16 ετών στους ανθρώπους [9]. Η μείωση της παραγωγής νέων Τ κυττάρων με την ηλικία έχει συνέπειες για την προϋπάρχουσα δεξαμενή των αφελών Τ κυττάρων και για το υπόλοιπο ανοσοποιητικό σύστημα.

Από τη μία πλευρά, τα ηλικιωμένα αφελή Τ κύτταρα καθίστανται υπεύθυνα για τη διατήρηση του διαμερίσματος απουσία σημαντικής παραγωγής Τ-λεμφοκυττάρων, γεγονός που τα κάνει να εισέλθουν σε κατάσταση που μοιάζει με βλαστικά [91]. Από την άλλη πλευρά, η συνεχής έκθεση σε νέα παθογόνα και η εμφάνιση αυτοάνοσων διαταραχών και χρόνιων λοιμώξεων έχουν ως αποτέλεσμα μια διευρυμένη δεξαμενή κλωνικά διευρυμένης μνήμης Τ κυττάρων σε βάρος της δεξαμενής των περιφερειακών αφελών Τ κυττάρων. Αυτό τελικά περιορίζει την ποικιλομορφία του TCR, μειώνει την ικανότητα του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος να αντιμετωπίζει νέες και προϋπάρχουσες προκλήσεις και αποτελεί χαρακτηριστικό γνώρισμα της ανοσολογικότητας [3,92]. Η γήρανση των Τ κυττάρων συνοδεύεται από μια σειρά ενδογενών ελαττωμάτων των Τ κυττάρων που περιλαμβάνουν εξάντληση των Τ κυττάρων, εκτεταμένες γενετικές και επιγενετικές αλλοιώσεις, μειωμένη σηματοδότηση TCR και απώλεια πρωτεόστασης και μιτοχονδριακής ομοιόστασης [92].Cistanche Genghis KhanΟι Sirtuins συμβάλλουν στη βιολογία των Τ κυττάρων (Εικόνα 6) και στη διατήρηση της υγείας στο διαμέρισμα των Τ κυττάρων σε πολλαπλά επίπεδα: Το SIRT1 έχει έναν πολύπλοκο ρόλο στη ρύθμιση των αποκρίσεων των Τ κυττάρων με τη μεσολάβηση TCR, της γήρανσης και της πόλωσης των βοηθητικών Τ κυττάρων. Το νοκ-άουτ Sirt6 στα Τ κύτταρα προκαλεί συστηματική φλεγμονή σε ποντίκια και τα υψηλά επίπεδα έκφρασης του SIRT7 στον καρκίνο του μαστού συνδέονται με την εξάντληση των Τ κυττάρων. Η αναλογική ενεργοποίηση των Τ κυττάρων κατά τη διάρκεια της ανοσολογικής απόκρισης εξαρτάται αυστηρά από ένα όριο στη σηματοδότηση TCR που καθορίζει εάν τα διεγερμένα Τ κύτταρα δημιουργούν μια αποτελεσματική ανοσοαπόκριση ή αν γίνονται ανεργικά. Αυτό το όριο είναι ζωτικής σημασίας για την αποτροπή της αυτοανοσίας και μπορεί να απορυθμιστεί κατά τη διάρκεια της γήρανσης [93,94]. Η σηματοδότηση TCR ελέγχεται προσεκτικά από συν-διεγερτικούς ή συν-κατασταλτικούς υποδοχείς στην πλασματική μεμβράνη και από ενδοκυτταρικές μονάδες που ρυθμίζουν την ένταση της σηματοδότησης TCR. Το SIRTl έχει αναδειχθεί ως ένας σημαντικός παράγοντας για την προσαρμογή των αποκρίσεων των Τ κυττάρων ρυθμίζοντας τον τερματισμό της σηματοδότησης TCR (Εικόνα 6Α και Πίνακας 1). Ελλείψει SIRT1, επιτρέπεται η ενεργοποίηση των Τ κυττάρων με αντισώματα αντι-CD3 ανεξάρτητα από τη συνδιέγερση του CD28. Στα ποντίκια, τα διεγερμένα με TCR κύτταρα Sirtl'T πολλαπλασιάζονται δυσανάλογα, παράγουν αυξημένα επίπεδα IL-2 και δεν μπορούν να εισέλθουν σε ανεργία, υπονοώντας ότι το SIRTl ρυθμίζει αρνητικά τη σηματοδότηση TCR in vivo [40,95]. Με τη σειρά του, αυτό οδηγεί σε απώλεια ανοχής στα κύτταρα Sirt1-/Τ. Πράγματι, ενώ τα απλά και τα ενεργοποιημένα Τ κύτταρα εμφανίζουν παρόμοια επίπεδα έκφρασης SIRT1, αυτό του ανεργικού Τ είναι σημαντικά υψηλότερο. Μηχανιστικά, ο τερματισμός της σηματοδότησης TCR με τη μεσολάβηση SIRT1- περιλαμβάνει τον μεταγραφικό παράγοντα AP-1, ο οποίος πρέπει να είναι μεταγραφικά ενεργός εάν πρόκειται να είναι αποτελεσματικές οι αποκρίσεις τελεστών Τ κυττάρων [95]. Απαιτείται ακετυλίωση του μέλους c-Jun του ετεροδιμερούς AP{-1 για να είναι ενεργό και το SIRT1 ρυθμίζει δυναμικά την ακετυλίωση c-Jun κατά την ενεργοποίηση του TCR [95-97]Επομένως, κατά τη διέγερση TCR, όταν γ -Η ακετυλίωση Jun κορυφώνεται, το SIRTl αλληλεπιδρά με το c-Jun για να μειώσει τα επίπεδα ακετυλίωσης του και έτσι να σβήσει την απόκριση TCR που προκαλείται από AP{35}. Η IL-2, η οποία μπορεί να αναστρέψει την ανεργία στα Τ κύτταρα, καταστέλλει την έκφραση του SIRTI εμποδίζοντας το FOXO3a να συνδεθεί με τον προαγωγέα Sirtl. Αυτό αντιπροσωπεύει έναν εύλογο μηχανισμό για την ανάκτηση της ευαισθησίας TCR [98].

(Β) Στα Β κύτταρα η ανεπάρκεια SIRTI έχει ως αποτέλεσμα μειωμένα επίπεδα MHC-II, γεγονός που οδηγεί σε εξασθενημένη διασταυρούμενη παρουσίαση στα CD4*T κύτταρα [104]. Το SIRTl είναι επίσης σημαντικό για τον ανασυνδυασμό αλλαγής τάξης, καθώς καταστέλλει την έκφραση του AID με αποακετυλίωση του H3K9Ac και του H3K14Ac στον προαγωγέα AID [46]. Αντίθετα, το Sirt7-/σπληνικά Β κύτταρα εμφανίζουν ελαττωματικό ανασυνδυασμό εναλλαγής κλάσεων [18]. Οι ξεθωριασμένες γραμμές υποδεικνύουν τη λειτουργία απώλειας που σχετίζεται με την ηλικία και τα σχόλια με κόκκινο υποδεικνύουν αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία. Φιγούρα που δημιουργήθηκε με το BioRender.com. Η ανεπάρκεια SIRT1 έχει ως αποτέλεσμα μειωμένα επίπεδα MHC-Ⅱ, που έχει ως αποτέλεσμα εξασθενημένη διασταυρούμενη παρουσίαση στα CD4 συν Τ κύτταρα [104]. Το SIRT1 είναι επίσης σημαντικό για τον ανασυνδυασμό αλλαγής τάξης, καθώς καταστέλλει την έκφραση του AID με αποακετυλίωση του H3K9Ac και του H3K14Ac στον προαγωγέα AID[46]. Αντίθετα, το Sirt7-/λεμφοκύτταρα Β εμφανίζουν ελαττωματικό ανασυνδυασμό εναλλαγής κλάσεων [18]. Οι ξεθωριασμένες γραμμές υποδεικνύουν απώλεια λειτουργικότητας που σχετίζεται με την ηλικία και τα σχόλια με κόκκινο υποδεικνύουν αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία. Φιγούρα που δημιουργήθηκε με το BioRender.com.

Σε ηλικιωμένα Τ κύτταρα, διαφορετικές αντικρουόμενες μελέτες έχουν αναφέρει τόσο αυξημένα όσο και μειωμένα επίπεδα πρωτεΐνης SIRTl και mRNA, υποδεικνύοντας την ύπαρξη ενός πολύπλοκου δικτύου σηματοδότησης που διέπει τη δραστηριότητα SIRT1 σε αυτό το πλαίσιο (Εικόνα 6Α). Κατά τη διάρκεια της διαφοροποίησης των CD8t Τ κυττάρων, η διέγερση της IL-12 αυξάνει την ακετυλίωση ιστόνης και τον παράγοντα μεταγραφής βασικό φερμουάρ λευκίνης ATF-όπως μεταγραφικός παράγοντας (BATF). Το BATF συνεργάζεται με το c-Jun για την καταστολή της μεταγραφής του γονιδίου SIRTI, διασφαλίζοντας υψηλό επίπεδο ακετυλίωσης ιστόνης στον προαγωγέα T-bet για να οδηγήσει σε αυξημένη παραγωγή ΑΤΡ και διαφοροποίηση Τ κυττάρων σε τελεστικά κύτταρα [99]. Το επίπεδο έκφρασης του BATF είναι υψηλότερο στα παλαιά CD4 συν Τ κύτταρα και η προσβασιμότητα των μοτίβων δέσμευσης BATF αυξάνει με την ηλικία των CD8 συν Τ κυττάρων [105]. Αυτές οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι η καθοδική ρύθμιση του SIRT1 μπορεί να συνδέσει την ενεργοποίηση των Τ κυττάρων με τη γήρανση των Τ κυττάρων[106]. Σε συμφωνία με αυτό το μοντέλο, τα Sirtl/ποντίκια αναπτύσσουν αυθόρμητη αυτοανοσία, υποδεικνύοντας ότι ο ρόλος του SIRT1 στη διατήρηση της περιφερειακής ανοχής μπορεί να είναι σημαντικός για την πρόληψη αυτού του προτύπου Τ ανοσοποιήσεως [107]. Σε ανθρώπινα ηλικιωμένα άτομα, η έκφραση SIRT1 μειώνεται σημαντικά στα μονοπύρηνα κύτταρα του περιφερικού αίματος, αλλά δεν είναι γνωστό εάν αυτό οφείλεται σε ανώμαλη επιγενετική ρύθμιση του τόπου SIRT1 και εάν έχει σημαντική επίδραση στην ανταπόκριση των Τ κυττάρων [108].

Κατά τη διάρκεια της γήρανσης των Τ-λεμφοκυττάρων, η προς τα κάτω ρύθμιση του microRNA miR-18la σε ηλικιωμένα αθώα και Τ κύτταρα μνήμης έχει επίσης περιγραφεί ότι επηρεάζει τα επίπεδα SIRT1. Το miR-18la ρυθμίζει την ενεργοποίηση των Τ κυττάρων ρυθμίζοντας την έκφραση πρωτεϊνών που επηρεάζουν την ένταση και το αποτέλεσμα της σηματοδότησης TCR. Σε ηλικιωμένα ανθρώπινα Τ κύτταρα, η καθοδική ρύθμιση miR-18la ενισχύει την έκφραση αρκετών ρυθμιστών αρνητικής ανάδρασης της σηματοδότησης TCR, συμπεριλαμβανομένου του SIRT1, αυξάνοντας έτσι το κατώφλι ενεργοποίησης των Τ κυττάρων και μειώνοντας την ευαισθησία των Τ κυττάρων [100]. Σημειωτέον, η αναστολή ή η σίγαση του SIRTl στα γηρασμένα ανθρώπινα Τ κύτταρα σε κύκλο, όχι μόνο αποκαθιστά την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου αλλά μειώνει επίσης το στρες αντιγραφής τους [109]. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις παρατηρήσεις σε πρωτογενείς ινοβλάστες ποντικού, στους οποίους η απουσία SIRTl σχετίζεται με μη φυσιολογική αντιγραφή του DNA [110].

Συνολικά, αυτές οι μελέτες υποδεικνύουν ότι η έκφραση SIRTI είναι αυστηρά βαθμονομημένη ώστε να διασφαλίζονται οι κατάλληλες αποκρίσεις των Τ κυττάρων και ότι η απορρύθμιση του SIRT1 σε γηρασμένα Τ κύτταρα μπορεί είτε να προδιαθέτει σε ενισχυμένη απόκριση Τ στην περίπτωση μείωσης του SIRT1 και σε κακές αποκρίσεις Τ κυττάρων στην περίπτωση ανοδικής ρύθμισης SIRT1 .

Η συσσώρευση τερματικά διαφοροποιημένων CD8*CD28 Τ κυττάρων είναι ένα άλλο χαρακτηριστικό της ανοσολογικότητας και το SIRT1 έχει συνδεθεί με τη γήρανση αυτών των κυττάρων [1,112]. Ελλείψει συνδιέγερσης CD28, τα CD8*CD28 Τ κύτταρα είναι άκρως κυτταροτοξικά, εκφράζουν προφλεγμονώδεις κυτοκίνες και αποκτούν χαρακτηριστικά αντιγραφικής γήρανσης [113]. Κατά τη διάρκεια της γήρανσης, το SIRT1 υφίσταται αποικοδόμηση που προκαλείται από αυτοφαγία σε πολλαπλά όργανα ποντικού, συμπεριλαμβανομένου του σπλήνα και του θύμου αδένα. Στα ηλικιωμένα Τ κύτταρα μνήμης CD8 συν CD28, το SIRTl ρυθμίζεται προς τα κάτω σε επίπεδο πρωτεΐνης, με τη μεταγραφή του SIRT1 να παραμένει αναλλοίωτη και η αναστολή της αυτοφαγικής αποικοδόμησης αποκαθιστά την αφθονία του SIRTl [49]. Παρόμοια ευρήματα λήφθηκαν από τον Jeng και τους συναδέλφους τους, οι οποίοι παρατήρησαν ότι τα ανθρώπινα CD8 συν Τ κύτταρα μνήμης και, πιο εμφανή, τα τελικώς διαφοροποιημένα CD8*CD28 Τ κύτταρα εμφανίζουν δραματικά μειωμένα επίπεδα πρωτεΐνης SIRT1 (αλλά όχι SIRT6 ή SIRT7), χωρίς καμία αλλαγή στο γονιδιακή του έκφραση. Μηχανιστικά, η απώλεια του SIRT1 ενισχύει την πρωτεασωμική αποικοδόμηση του FOXOl-στόχου του και ως εκ τούτου αυξάνει τη γλυκολυτική ικανότητα και τις λειτουργίες κυτταροτοξικού τελεστή αυτών των Τ κυττάρων μνήμης (Εικόνα 6Α)[102]. Πράγματι, πρόσφατα έχει αναφερθεί ότι το FOXOl αποτρέπει τη γήρανση και ρυθμίζει αρνητικά την ενεργοποίηση και την τερματική διαφοροποίηση στα CD8 συν Τ κύτταρα [114]. Ως εκ τούτου, η απώλεια SIRT1 κατά τη διάρκεια των τελευταίων σταδίων της διαφοροποίησης των CD8 συν Τ-λεμφοκυττάρων θα μπορούσε να συμβάλει στην εμφάνιση φλεγμονής προάγοντας τη συσσώρευση ενεργών και εξαιρετικά κυτταροτοξικών CD8t Τ κυττάρων. Σε αντίθεση με τους αντιφλεγμονώδεις ρόλους που αποδίδονται γενικά στις σιρτουίνες, το SIRT1 έχει αποδειχθεί ότι συμβάλλει σε έναν γενικό προφλεγμονώδη φαινότυπο καταστέλλοντας τη δραστηριότητα του Treg. Αυτό είναι σχετικό επειδή τα ενεργοποιημένα Tregs συσσωρεύονται στην περιφέρεια σε ηλικιωμένα άτομα, πιθανώς λόγω του προφλεγμονώδους πλαισίου που επιβάλλεται από την ηλικία [45,15,16]. Η αποακετυλίωση του FOXP3 από το SIRT1 το καθιστά πιο επιρρεπές σε πρωτεασωμική αποικοδόμηση, μειώνοντας έτσι την κατασταλτική λειτουργία Treg σε in vitro προσδιορισμούς καταστολής. Αντίθετα, η αναστολή της sirtuin με NAM αυξάνει σημαντικά τη συχνότητα και τη λειτουργία των κυττάρων Treg in vitro (Πίνακας 1)[43,44]. Επιπλέον, η ειδική διαγραφή του Sirtl στα κύτταρα FOXP3 plus αυξάνει τα επίπεδα FCXP3 και τη λειτουργία Treg in vivo, βελτιώνοντας έτσι την επιβίωση σε μεταμοσχεύσεις αλλομοσχευμάτων [118]. Ως περαιτέρω απόδειξη ότι το SIRTl προάγει τους προφλεγμονώδεις φαινοτύπους των Τ κυττάρων, το SIRT1 έχει βρεθεί ότι εμπλέκεται στη διαφοροποίηση των κυττάρων Th17. Αυτά είναι CD4 συν Τ κύτταρα που έχουν σημαντική φλεγμονώδη λειτουργία σε βακτηριακές και μυκητιασικές λοιμώξεις και που έχουν συνδεθεί με διάφορες ασθένειες που σχετίζονται με φλεγμονή Το SIRT1 ρυθμίζεται προς τα πάνω κατά τη διάρκεια του διαφοροποίησης Th17 και αποακετυλιώνει τον κεντρικό μεταγραφικό παράγοντα Th17 RORyt για να βελτιστοποιήσει τη μεταγραφική του δράση, επομένως η αναστολή του SIRT1 καταστέλλει τόσο τη διαφοροποίηση Th17 όσο και τη λειτουργία [101]. Αντίθετα, το 5SIRT1 ρυθμίζει την ακετυλίωση STAT3 για να καθορίσει την κυτταρική κατανομή του. Η ενεργοποίηση του SIRT1 με διαφορετικούς αγωνιστές (Πίνακας 1) μειώνει τη μετάθεση STAT3 στον πυρήνα και με τη σειρά του βλάπτει τη μεταγραφή του στόχου RORC STAT3 (που κωδικοποιεί το RORy), εμποδίζοντας έτσι τη διαφοροποίηση Th17 [41]. Στη συνέχεια, το SIRT1 ρυθμίζει αρνητικά τα επίπεδα RORy ενώ αυξάνει τη μεταγραφική του δραστηριότητα. Το κατά πόσον αυτές οι δύο αντίθετες λειτουργίες πρέπει να εξισορροπηθούν για τον έλεγχο της παραγωγής Th17 και εάν αυτό εξαρτάται από το πλαίσιο, δεν έχει διερευνηθεί. Τέλος, το SIRT1 έχει επίσης περιγραφεί ότι ρυθμίζει αρνητικά τη διαφοροποίηση των CD4t Τ κυττάρων σε κύτταρα Th9 μέσω ενός μηχανιστικού στόχου εξαρτώμενου μηχανισμού από ραπαμυκίνη (mTOR)-HIF [103]. Αν και ο ρόλος των τελεστών SIRT1 σε βοηθητικά Τ κύτταρα κατά τη διάρκεια της γήρανσης δεν έχει ακόμη διερευνηθεί, η καθιερωμένη σημασία του SIRT1 στις αποφάσεις μοίρας κατά τη διαφοροποίηση των βοηθητικών Τ κυττάρων υποδηλώνει ότι η απορρυθμισμένη έκφραση και δραστηριότητα του SIRT πιθανώς επηρεάζει την ανισορροπία στα CD4 συν T κυτταρικούς υποπληθυσμούς που παρατηρούνται κατά την έναρξη της γήρανσης και της νόσου.

Σε μια εργασία που μελετούσε τις αλλαγές γονιδιακής έκφρασης που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ανοσολογικότητας σε αρουραίους, τα επίπεδα πρωτεΐνης SIRT2 βρέθηκαν να μειώνονται σημαντικά στον σπλήνα και, πιο εμφανή, στον θύμο αδένα ηλικιωμένων αρουραίων. Αυτό ήταν σε αντίθεση με το γεγονός ότι ο παλιός θύμος εμφάνιζε επίσης μειωμένα επίπεδα του στόχου SIRT2 H4K16Ac [18]. Γενικότερα, η υποακετυλίωση του H4K16Ac είχε προηγουμένως συνδεθεί με αντιγραφική γήρανση και βρέθηκε ότι είναι σχετικά αδύναμη σε αρκετούς γηρασμένους ιστούς ποντικού. Οι συγγραφείς πρότειναν μια εύλογη εξήγηση για τα χαμηλότερα επίπεδα τόσο του SIRT2 όσο και του H4K16Ac, όπου η ασθενέστερη σύνδεση του MOF, της κύριας ακετυλοτρανσφεράσης H4K{{11}, με το πυρηνικό έλασμα ήταν υπεύθυνη για την υποακετυλίωση του H4K16 [119].

Οι αλλαγές στη μεθυλίωση του DNA και η απώλεια των σιωπηλών περιοχών ετεροχρωματίνης κατά τη γήρανση και, ειδικότερα, στον ανοσολογισμό είναι οι επιγενετικές διαταραχές που αναγνωρίζονται πιο συχνά ότι εμφανίζονται με την προχωρημένη ηλικία. Σε αυτό το πλαίσιο, το σήμα ετεροχρωματίνης H3K9me3 είναι γνωστό ότι είναι πιο αδύναμο στους ηλικιωμένους ανθρώπους. Αν και οι αλλαγές που εξαρτώνται από την ηλικία φαίνεται να εξαρτώνται από το περιβάλλον και το είδος, χαμηλότερα επίπεδα H3K9me3 παρατηρούνται επίσης στους σπλήνες ηλικιωμένων αρουραίων, οι οποίοι παρουσιάζουν ταυτόχρονη μείωση στα επίπεδα της μεθυλτρανσφεράσης H3K9 SUV39H1 [118]. Πράγματι, το διπλό νοκ-άουτ των Sua39hl και Suv39h2 ανακεφαλαιώνει πολλά ελαττώματα ανοσολογισμού σε ποντίκια, συμπεριλαμβανομένης της εμέλιξης του θύμου, της μειωμένης παραγωγής λεμφοκυττάρων, της υψηλότερης αναλογίας μνήμης/αμελών κυττάρων και περισσότερης εκκίνησης HSC προς τη μυελοειδή γενεαλογία. Επιπλέον, η ρύθμιση του H3K9me3 από το SUV39H1 έχει αποδειχθεί ότι καθορίζει τις αποφάσεις της μοίρας σε αφελή CD8 συν Τ κύτταρα. Ελλείψει του SUV39H1, τα CD8 plus T κύτταρα δεν είναι σε θέση να καταστείλουν μεταγραφικά προγράμματα μνήμης και επομένως βλάπτουν την ικανότητα απόκτησης λειτουργιών τελεστή. Αντίθετα, ένα υψηλότερο ποσοστό CD8 συν Τ κύτταρα εξελίσσονται σε Τ κύτταρα μνήμης, γεγονός που οδηγεί σε διαρκή επιβίωση και αυξημένη μακροπρόθεσμη μνήμη. Επομένως, το H3K9me3 με τη μεσολάβηση του SUV39H1- φαίνεται να είναι σημαντικό για τη σίγαση των προγραμμάτων μνήμης κατά την ενεργοποίηση στα Τ κύτταρα, επηρεάζοντας δυνητικά τη μείωση του αφελούς ρεπερτορίου που παρατηρείται κατά τη γήρανση [120].

Από τους πολλούς ρόλους που διαδραματίζουν οι sirtuins στη διατήρηση της ετεροχρωματίνης σε μη ανοσοκύτταρα, το SUV39Hl είναι ένας βασικός στόχος των SIRT6 και SIRT1, υποδηλώνοντας ότι μπορεί επίσης να είναι σημαντικές για τη ρύθμιση του H3K9me3 στα κύτταρα του ανοσοποιητικού. Το SIRT6 μεσολαβεί στη μονοουβικουϊτινίωση του SUV39H1, η οποία εμποδίζει τη δέσμευσή του με τη χρωματίνη και ως εκ τούτου τη δράση μεθυλίωσης του H3K9 [68]. Αντίθετα, το SIRT1 ρυθμίζει άμεσα τη λειτουργία του SUV39H1 με αποακετυλίωση. Ελλείψει SIRT1, η δραστηριότητα του SUV39H1 είναι δραματικά μειωμένη, με αποτέλεσμα απώλεια εστιών H3K9Ac και πρωτεΐνης ετεροχωματίνης 1 (HPlo) και, με τη σειρά της, αποσταθεροποίηση της ετεροχρωματίνης [11].

Τέλος, το SIRT6 εμπλέκεται επίσης στον ανοσολογισμό και τη φλεγμονή, καθώς ρυθμίζει τις φλεγμονώδεις αποκρίσεις των Τ κυττάρων. Σπερματικές μελέτες του ρόλου του SIRT6 στη γήρανση έδειξαν ότι τα Sirt6/ποντίκια εμφάνισαν σοβαρό προγεροειδές φαινότυπο που περιελάμβανε βαθιά λεμφοπενία και πέθαναν μέσα στον πρώτο μήνα της ζωής. Ωστόσο, τα Sirt6/ λεμφοκύτταρα αναπτύχθηκαν κανονικά σε ανταγωνιστικές δοκιμές μεταμόσχευσης, υποδεικνύοντας έναν εξωγενή φαινότυπο κυττάρων [25]. Μια μετέπειτα μελέτη ανέφερε μαζική πολυοργανική φλεγμονή σε Sirt6/ποντίκια, κυρίως στο συκώτι τους. Η ιστολογική ανάλυση έδειξε ισχυρή διήθηση των CD3 συν Τ κυττάρων και, σε μικρότερο βαθμό, των F4/80 συν μακροφάγων [121]. Σε αυτή τη μελέτη, η στοχευμένη διαγραφή του Sirt6 στα Τ κύτταρα ή στη μυελοειδή γενεαλογία, αλλά όχι στα ηπατοκύτταρα, ανακεφαλαίωσε τον φλεγμονώδη και ινωτικό φαινότυπο στο ήπαρ, υποδεικνύοντας ότι το SIRT6 ρυθμίζει τη φλεγμονή με τρόπο αυτόνομο του ανοσοποιητικού κυττάρου. Ενώ το SIRT7 δεν έχει μελετηθεί ρητά στο πλαίσιο της ανοσολογικότητας, ο Huo και οι συνεργάτες του ανέφεραν ότι τα υψηλά επίπεδα έκφρασης του SIRT7 στα καρκινικά κύτταρα του μαστού συσχετίζονται με κακή πρόγνωση, εξάντληση των Τ κυττάρων και διήθηση προφλεγμονώδους τύπου Μ1- μακροφάγα[122], υποδηλώνοντας ότι η δραστηριότητα του SIRT7 μπορεί να συμβάλλει στη φλεγμονή και να είναι επιζήμια για την ομοιόσταση των Τ κυττάρων κατά τη γήρανση.

Αυτό το άρθρο εξάγεται από το Genes 2021, 12, 1856. https://doi.org/10.3390/genes12121856 https://www.mdpi.com/journal/genes