• BMB Reports
• /
• 제52권1호
• /
• pp.24-34
• /
• 2019

Sirtuin is an essential factor that delays cellular senescence and extends the organismal lifespan through the regulation of diverse cellular processes. Suppression of cellular senescence by Sirtuin is mainly mediated through delaying the age-related telomere attrition, sustaining genome integrity and promotion of DNA damage repair. In addition, Sirtuin modulates the organismal lifespan by interacting with several lifespan regulating signaling pathways including insulin/IGF-1 signaling pathway, AMP-activated protein kinase, and forkhead box O. Although still controversial, it is suggested that the prolongevity effect of Sirtuin is dependent with the level of and with the tissue expression of Sirtuin. Since Sirtuin is also believed to mediate the prolongevity effect of calorie restriction, activators of Sirtuin have attracted the attention of researchers to develop therapeutics for age-related diseases. Resveratrol, a phytochemical rich in the skin of red grapes and wine, has been actively investigated to activate Sirtuin activity with consequent beneficial effects on aging. This article reviews the evidences and controversies regarding the roles of Sirtuin on cellular senescence and lifespan extension, and summarizes the activators of Sirtuin including Sirtuin-activating compounds and compounds that increase the cellular level of nicotinamide dinucleotide.

• 생명과학회지
• /
• 제31권9호
• /
• pp.806-817
• /
• 2021

우울증 발생 기전에 신경가소성의 손상이 관여한다. Sirtuin 1은 신경가소성의 조절에 중요한 역할을 담당하고 있다. 또한 mTORC1 신호전달의 활성화가 신경가소성을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 sirtuin 1이 mTORC1 신호전달을 통해 수상돌기 성장과 가시형성에 미치는지 영향을 조사하였다. 덱사메타손이 처치된 신경세포와 정상 배양 신경세포에 resveratrol (sirtuin 1 활성제)과 sirtinol (sirtuin 1 억제제)을 각각 처치하였다. Western blot 분석법을 사용하여, sirtuin 1 발현 및 ERK1/2, mTORC1, p70S6K의 인산화 양을 분석하였고, 면역형광측정법으로 수상돌기의 길이와 가시밀도를 분석하였다. Resveratrol은 덱사메타손 환경에서 농도 의존적으로 sirtuin 1의 발현을 증가시켰으며, ERK1/2 (sirtuin 1의 하위 타겟), mTORC1, 그리고 p70S6K (mTORC1의 하위 타겟)의 인산화를 유의하게 증가시켰다. 또한 resveratrol은 수상돌기 성장과 가시밀도를 증가시켰다. 반면, sirtinol은 정상 배양액에서 sirtuin 1의 발현을 유의하게 감소시켰으며, ERK1/2, mTORC1, p70S6K의 인산화 양을 농도 의존적으로 유의하게 감소시켰다. 또한 sitinol은 수상돌기 성장과 가시밀도를 유의하게 감소시켰다. 신경세포에 sirtuin 1의 siRNA를 transfection시켜 sirtuin 1을 knockdown 시켰을 때, ERK1/2 및 mTORC1의 인산화 양이 감소하였을 뿐만 아니라, 수상돌기 성장과 가시밀도도 감소하였다. 본 연구는 sirtuin 1이 ERK1/2-mTORC1 신호전달을 통해서 수상돌기 성장과 가시밀도를 변화시켜 신경가소성을 조절한다는 것을 보여주었다.

• 생명과학회지
• /
• 제31권12호
• /
• pp.1120-1127
• /
• 2021

우울증은 높은 유병률과 자살률 증가로 인해 사회적 기능에 부정적인 영향을 미치며, 경제적 부담 또한 높은 질환이다. 우울증은 신경염증, 시냅스 기능장애, 인지 결손과 같은 뇌에서 다양한 현상과 관련이 있다. 임상에서 사용되는 항우울제들은 치료효과가 낮아 빠른 효능을 보이는 항우울제 개발이 시급하다. 현재까지 우울증과 관련된 다양한 유전자, 단백질, 그리고 신호전달계에 대한 많은 연구가 수행되었지만, 우울증의 발생기전은 명확하게 밝혀지지 않았다. Sirtuin 1은 nicotinamide-adenine dinucleotid- (NAD⁺-) dependent histone deacetylases로써 세포 분화, 세포 사멸, 발생, 자가소화작용, 암 대사에 관여하는 것으로 알려져 있다. 최근의 유전연구들은 Sirtuin 1이 우울증의 잠재적 타겟 유전자라고 제안하고 있다. 또한 전임상 연구에서는 Sirtuin 1의 신호전달기전이 우울행동에 영향을 미친다고 보고 하였다. 본 종설에서는 우울증과 Sirtuin 1에 대한 최신 지식을 제시하였다. 소교세포의 활성, 일주기 생체 리듬, 신경세포 생성, 및 인지기능의 조절에 관여하는 Sirtuin 1이 우울증에 미치는 다양한 영향을 설명하였다. 아울러 Sirtuin 1이 우울증 핵심 기전중의 하나인 신경가소성의 손상에 미치는 영향과 그 기전에 대해서 논의하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.49-54
• /
• 2012

이소플라본 genistein이 마우스 전지방 3T3-L1세포주의 성장과 지방세포형성과정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과, 마우스 전지방 3T3-L1 세포주의 성장이 처리한 genistein 농도 의존적으로 저해되었다. 또한, Oil Red O 염색에 의하여 50 ${\mu}M$ genistein 처리에 의해 지방세포형성과정이 억제됨을 확인하였다. 이러한 genistein에 의한 지방세포성장 억제효과의 분자생물학적 기전을 연구하기 위하여, oligo DNA 마이크로어레이 실험을 수행하였다. 발현이 증가된 유전자 중 항비만, 항염증 활성과 관련이 있는 것으로 알려져 있는 sirtuin-1 유전자를 선택하여 발현변화를 확인하였다. 처리한 네종류의 파이토케미칼(resveratrol, capsaicin, daidzein, genistein)에 의해 sirtuin-1의 발현이 증가됨을 확인하였고, 이 중 genistein에 의한 sirtuin-1 유전자의 발현이 가장 높았다. 또한, sirtuin-1-siRNA에 의한 sirtuin-1 유전자의 발현 감소에 의해 지방세포형성 억제과정이 복구됨을 확인하였다. 이러한 연구결과는, genistein에 의한 전지방세포의 성장 저해와 지방세포형성의 저해과정을 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• Genomics & Informatics
• /
• 제21권2호
• /
• pp.23.1-23.9
• /
• 2023

The mammalian sirtuin family, consisting of SIRT1-SIRT7, plays a vital role in various biological processes, including cancer, diabetes, neurodegeneration, cardiovascular disease, cellular metabolism, and cellular homeostasis maintenance. Due to their involvement in these biological processes, modulating sirtuin activity seems promising to impact immuneand aging-related diseases, as well as cancer pathways. However, more understanding is required regarding the safety and efficacy of sirtuin-targeted therapies due to the complex regulatory mechanisms that govern their activity, particularly in the context of multiple targets. In this study, the interaction landscape of the sirtuin family was analyzed using a systems biology approach. A sirtuin protein-protein interaction network was built using the Cytoscape platform and analyzed using the NetworkAnalyzer and stringApp plugins. The result revealed the sirtuin family's association with numerous proteins that play diverse roles, suggesting a complex interplay between sirtuins and other proteins. Based on network topological and functional analysis, SIRT1 was identified as the most prominent among sirtuin family members, demonstrating that 25 of its protein partners are involved in cancer, 22 in innate immune response, and 29 in aging, with some being linked to a combination of two or more pathways. This study lays the foundation for the development of novel therapies that can target sirtuins with precision and efficacy. By illustrating the various interactions among the proteins in the sirtuin family, we have revealed the multifaceted roles of SIRT1 and provided a framework for their possible roles to be precisely understood, manipulated, and translated into therapeutics in the future.

• Journal of Obesity & Metabolic Syndrome
• /
• 제27권4호
• /
• pp.248-253
• /
• 2018

Background: Sirtuins mediate metabolic responses to nutrient availability and slow aging and accompanying decline in health. This study was designed to assess the expressions of sirtuin1 (SIRT1) and sirtuin3 (SIRT3) in the liver and hypothalamus after duodenal-jejunal bypass (DJB) surgery in rats. Methods: A total of 38 rats were randomly assigned to either sham group (n=8) or DJB group (n=30). DJB group was again divided into three groups according to the elapsed time after surgery (10 weeks, DJB10; 16 week, DJB16; 28 week, DJB28). The mRNA and protein expressions of SIRT1 and SIRT3 in the liver and hypothalamus were measured by reverse transcription polymerase chain reaction, Western blot, and immunohistochemistry analyses. $NAD^+/NADH$ ratio was also measured. Results: We found increased mRNA and protein expression levels of SIRT1 in the liver of DJB16 and DJB28 groups compared with those of sham group. The mRNA and protein expressions of SIRT3 in the liver of DJB group increased proportionally to the elapsed time after DJB surgery. The mRNA expression levels of SIRT1 in the hypothalamus increased in DJB16 and DJB28 groups and protein expression levels of SIRT1 in the hypothalamus increased in DJB10, DBJ16, and DJB28 groups compared with sham group. We observed that mRNA and protein levels of SIRT3 in the hypothalamus of DJB group were not changed. Conclusion: This study proves that DJB increases SIRT1 and SIRT3 expressions in the liver and SIRT1 expression in the hypothalamus. These results suggest the possibility of sirtuins being involved in bypass surgery-induced metabolic changes.

• 생명과학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.96-105
• /
• 2020

서투인 억제제는 유형 III 히스톤 데아세틸라제(HDAC)인 서투인을 억제하는 화합물이며, 약제학적 및 치료학적 가치를 갖는다. 합성 서투인 억제제는 효모 S. cerevisiae 에서 세포-기반 스크린을 사용하여 발견되었고 특성화되었으며 서투인의 기능과 관련된 노화, 발암 및 당뇨병을 연구하는데 사용되었다. 의학 분야에서 합성 서투인 억제제는 보다 강력한 효능과 특이성을 얻기 위해 개발되어 왔다. 니코틴아미드 및 티오아세틸리신 함유 화합물, β-나프톨 함유화합물, 인돌 유도체. 수마린, 테노빈 및 그 유사체가 개발 되었다. 서투인 억제제는 식물 발달에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌으며 식물의 화학적 유전학에 사용되었다. 그러나, 시르티놀-내성 돌연변이 체는 알데히드 옥시다제에 대한 몰리브돕테린 보조인자의 생합성 유전자에 돌연변이가 있었다. 일부 천연 플라보노이드, 카테킨 유도체 및 퀴르세틴 유도체는 서투인 억제제로서 작용하며 치료 목적을 위한 보다 강력한 억제제를 찾기 위해 연구 되고 있다. 이 리뷰에서, 서투인을 소개하면서 치료제에서 개발된 서투인 억제제를 소개한다. 서투인 억제제인 서티놀은 식물에서 화학적 유전학에 예기치 않게 사용되었습니다. 보다 강력하고 선택적인 서투인 억제제가 치료제에서 개발되어야 하고, 약학에서 개발된 다른 서투인 억제제는 식물에서 보다 진정한 서투인을 찾기 위해 사용되어야 한다.

• Parasites, Hosts and Diseases
• /
• 제60권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2022

The encystation of Acanthamoeba leads to the development of metabolically inactive and dormant cysts from vegetative trophozoites under unfavorable conditions. These cysts are highly resistant to anti-Acanthamoeba drugs and biocides. Therefore, the inhibition of encystation would be more effective in treating Acanthamoeba infection. In our previous study, a sirtuin family protein-Acanthamoeba silent-information regulator 2-like protein (AcSir2)-was identified, and its expression was discovered to be critical for Acanthamoeba castellanii proliferation and encystation. In this study, to develop Acanthamoeba sirtuin inhibitors, we examine the effects of sirtinol, a sirtuin inhibitor, on trophozoite growth and encystation. Sirtinol inhibited A. castellanii trophozoites proliferation (IC50=61.24 µM). The encystation rate of cells treated with sirtinol significantly decreased to 39.8% (200 µM sirtinol) after 24 hr of incubation compared to controls. In AcSir2-overexpressing cells, the transcriptional level of cyst-specific cysteine protease (CSCP), an Acanthamoeba cysteine protease involved in the encysting process, was 11.6- and 88.6-fold higher at 48 and 72 hr after induction of encystation compared to control. However, sirtinol suppresses CSCP transcription, resulting that the undegraded organelles and large molecules remained in sirtinol-treated cells during encystation. These results indicated that sirtinol sufficiently inhibited trophozoite proliferation and encystation, and can be used to treat Acanthamoeba infections.

• 생명과학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.131-136
• /
• 2013

Sirtuin family 단백질은 암, 당뇨, 심혈관 질환, 뇌신경계 질환과 같은 노화와 연관된 질병들의 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 우선적으로 혈관내피세포를 이용하여 Hypoxia에서의 sirtuin family의 발현을 확인한 결과, SIRT2 mRNA가 가장 강하게 발현되는 결과를 얻었다. 혈관신생과정에서의 SIRT2 단백질의 생리학적 역할을 규명하고자, 본 실험실에서는 저산소상태에서의 SIRT2의 생리학적인 의미에 주안점을 두었다. Normoxia에서 SIRT2는 세포질에 존재하고 있으나, hypoxia에 의해서 SIRT2 단백질이 핵 내로 이동이 일어남을 확인하였다. 또한 hypoxia에 의해서 SIRT2와 혈관신생인자인 VEGF의 발현이 증가하며, Normoxia와 hypoxia 두 환경에서 혈관내피세포의 혈관형성능력이 SIRT2 inhibitor인 AK-1에 의해서 억제된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해서 SIRT2가 혈관신생과정을 조절하는 중요한 역할을 함을 시사하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제25권4호
• /
• pp.297-305
• /
• 2021

Luteolin, a sort of flavonoid, has been reported to be involved in neuroprotective function via suppression of neuroinflammation. In this study, we investigated the protective effect of luteolin against oxidative stress-induced cellular senescence and its molecular mechanism using hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced cellular senescence model in House Ear Institute-Organ of Corti 1 cells (HEI-OC1). Our results showed that luteolin attenuated senescent phenotypes including alterations of morphology, cell proliferation, senescence-associated 𝛽-galactosidase expression, DNA damage, as well as related molecules expression such as p53 and p21 in the oxidant challenged model. Interestingly, we found that luteolin induces expression of sirtuin 1 in dose- and time-dependent manners and it has protective role against H₂O₂-induced cellular senescence by upregulation of sirtuin 1 (SIRT1). In contrast, the inhibitory effect of luteolin on cellular senescence under oxidative stress was abolished by silencing of SIRT1. This study indicates that luteolin effectively protects against oxidative stress-induced cellular senescence through p53 and SIRT1. These results suggest that luteolin possesses therapeutic potentials against age-related hearing loss that are induced by oxidative stress.