研究背景随着世界老龄化人口的不断攀升,心血管疾病已经成为人类健康的头号“杀手”。心脏是生命的核心器官,心脏的衰老直接关系到人类的健康质量和寿命长短。衰老心肌是以心脏功能障碍和(或)结构重塑为主要表现,同时伴有心肌细胞变细小,肌源纤维稀疏、细胞器退化以及细胞凋亡为特征的一系列疾病,最终发展为心力衰竭,导致病患死亡。寻求抗衰老和治疗衰老相关疾病的方法迫在眉睫。自噬是细胞清除衰老或受损细胞器或蛋白质的重要方式,对维持细胞内稳态至关重要;而线粒体自噬(mitochondrial autophagy或mitophagy)是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程,且线粒体自噬与多种心脏疾病关系密切。线粒体去乙酰化酶Sirtuin-3(SIRT3)是酵母Sirtuin-2(SIRT2)同源蛋白,敲除SIRT3或SIRT3表达下降,与衰老导致代谢异常的心肌疾病相关,如心脏疾病、肿瘤等的发生。SIRT3具有去乙酰基酶活性,它是一种线粒体NAD依赖的去乙酰化酶,SIRT3在代谢活跃的组织中高表达,例如心脏、肌肉、肝脏和褐色脂肪组织等。大分子量sirt3在线粒体、胞质、胞核中均有分布,而小分子量sirt3只存在于心肌细胞线粒体中。随着年龄的增长,心肌细胞sirt3水平逐渐降低,调节sirt3水平已成为一种有效的抗心肌衰老的策略。衰老状态下的心肌中sirt3表达下降与线粒体功能失调密切相关,上调sirt3可改善或缓解多种年龄相关的退行性病变。但是,sirt3对衰老状态下心肌细胞及细胞内线粒体自噬的影响及其具体机制尚不清楚。研究目的明确心肌细胞sirt3对线粒体乙酰化调控的影响;求证sirt3表达减低是否导致衰老心肌线粒体自噬功能障碍,线粒体生物合成能力下降;明确sirt3是否通过p53-parkin途径,调控细胞内线粒体自噬水平,实现心肌保护作用。研究方法建立老年小鼠模型,饲养雄性c57bl/6小鼠22-24个月,正常饮食。对老年小鼠进行间歇有氧运动训练(aerobicintervaltrainingait)12周后,分别检测成年c57bl/6小鼠、老年c57bl/6小鼠及老年c57bl/6+ait小鼠心肌细胞sirt3表达水平,心肌线粒体乙酰化程度。westernblot法检测sirt3、mnsod、pgc-1α、p16、p53、p62、parkin、grp75、ndufa9的表达水平。免疫共沉淀法检测mnsod、pgc-1α乙酰化水平。用硫代巴比妥酸法(tba)测定小鼠心肌丙二醛(mda)的含量;采用活性氧检测试剂盒检测组织内活性氧(ros)水平。透射电镜观察两组心肌中线粒体并入自噬液泡的数量变化。实验结果1、与对照组相比,衰老心肌细胞sirt3表达水平下降,线粒体乙酰化增加,线粒体损伤加重;2、ait提高心肌sirt3表达水平,线粒体乙酰化降低,线粒体生物合成能力增加;3、与对照组相比,证实sirt3可与p53相结合调节其乙酰化水平;4、与对照组相比,证实sirt3是通过p53-parkin途径,调控线粒体自噬水平,实现心肌保护作用。结论本研究证实了细胞内sirt3在调控线粒体乙酰化,线粒体生物合成的代谢过程中发挥的重要作用。心肌细胞中sirt3是通过p53-parkin途径,调控细胞内线粒体自噬水平,实现心肌保护作用。上调SIRT3表达水平,是改善衰老心肌线粒体自噬能力的有效手段,从而减缓衰老心肌受损,实现心肌保护。