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人类的SIRT6基因定位于第19号染色体(19p13.3),编码一种含有355个氨基酸残基的蛋白质,分子量为39.1kDa,等电点9.12。细胞和组织定位结果表明,SIRT6是一种在哺乳动物中广泛表达的细胞核蛋白质,SIRT6蛋白有ADP-核糖基转移酶活性,这种酶活性主要用于催化自身分子内的ADP核糖基转移反应;同时SIRT6蛋白是一个NAD+依赖性去乙酰化酶,因此,SIRT6能通过促进碱基切除修复过程来减少碱基的突变,用来调控染色质的端粒而保证DNA的完整性和稳定性,以减少生物体衰老而延长寿命。SIRT6的功能缺陷使基因组中的DNA损伤修复减少和缺陷增多从而抑制了细胞的分裂,导致了细胞核遗传物质的不稳定,最终使个体出现衰老症状。本文研究了SIRT6基因对猪成纤维细胞衰老的影响,主要结果如下:
1、大花白猪和长白猪11个组织的Real-time PCR表明,在大花白猪中,淋巴、背膘表达较高,而在心、肝、脾、肺、肾、十二指肠、背肌、胃、大脑中表达量较小。在长白猪中,背肌、背膘、心脏中的表达量较高,其它的组织中表达量较小。
2、利用RT-PCR的方法获取SIRT6基因的两个新的转录本,一种是剪切了大小为124bp的外显子7,另一种是剪切了外显子2上靠近3’端的95bp。
3、首次获得了猪SIRT6基因完整的基因组序列,该序列大小约为8671bp,包含8个外显子和7个内含子,所有的外显子和内含子的交界均遵循GT-AG规则。
4、采用PCR及双酶切的方法,成功构建了SIRT6-pcDNA3.1(+)稳定超表达的重组质粒,转染猪胎儿成纤维细胞,并用Real-time PCR和Western blotting分别在mNRA水平和蛋白质水平鉴定SIRT6基因。结果表明SIRT6基因在单克隆细胞中呈超表达,阳性单克隆细胞(实验组)的mNRA水平上SIRT6基因的表达量是转染空载体细胞(对照组)的65倍,而在蛋白质水平上SIRT6基因的表达量实验组细胞是对照组的3~4倍,超表达效果明显。
5、采用细胞计数的方法对细胞增殖速率进行比较,分析得出对照组和实验组细胞在前3天细胞的增殖差别较小。第4天开始,实验组细胞的增殖要明显的快于对照组。t验结果表明,对照组与实验组的细胞增殖速率前3天差异不显著(p=0.1709),而第4天开始的各生长阶段,对照组与实验组细胞的增殖速率差异都是极显著的(p<0.001),说明Sirt6基因可促进细胞的增殖。
6、采用透射电子显微镜观察细胞的超微结构发现,没有诱导的对照组及实验组细胞,细胞膜、细胞器几乎没有差异。而用D-gal诱导后的细胞,对照组的细胞较实验组的细胞而言,细胞的核膜内折很多,细胞内的线粒体的数量明显减少,粗面内质网的数量明显减少。用t-BHP诱导后,对照组细胞出现了与D-gal诱导后几乎相同的情况,只是对照组的细胞有的细胞核已经碎成几块。上述结果说明,SIRT6基因可能有效地抑制了细胞的衰老。
7、采用DAPI染液对细胞进行染色发现,没有诱导的对照组及实验组细胞在细胞核的形态上几乎没有差异。D-gal对细胞进行诱导后,用DAPI染液对细胞进行染色签定。结果表明,诱导后对照组细胞比较实验组而言,细胞核的形态发生了较大的变化,大部分细胞核有许多的突起,呈不规则的形状,还有少数的细胞核已经碎裂。而实验组的细胞,大部分细胞核呈椭圆形或梭形,只能少数细胞出现了细胞核形态的较大变化。而t-BHP诱导对照组细胞出现了与D-gal诱导后几乎相同的情况。综上表明,SIRT6基因对细胞的衰老有一定的抑制作用。