全球老龄化趋势日益严重,已经成为二十一世纪的一个严重的社会问题。年龄是心血管疾病的一个极其重要的危险因素,与心血管系统的功能失常和疾病发生密切相关。内皮细胞作为血管的第一道屏障,在维持血管稳态中发挥关键性作用。内皮细胞功能失常,表现为内皮依赖的血管舒张功能减弱,是心血管疾病的一个早期的代表性特征。在大多数心血管疾病,如原发性高血压、动脉粥样硬化、中风及心哀等,中均存在内皮细胞功能失常。内皮细胞衰老是引起功能失常的一个重要原因,而且参与了血管老化过程。在人动脉粥样硬化斑块组织中及糖尿病性血管疾病中均检测到了衰老内皮细胞,这说明血管细胞的衰老可能参与了年龄相关的血管疾病的病理生理过程。SIRT1是依赖于NAD+的三类组蛋白去乙酰化酶,介导了多种物种(酵母、线虫、果蝇,甚至有可能包括哺乳动物)中能量限制(caloric restriction, CR)引起的寿命延长效应。有研究发现在体外SIRT1能够抑制氧化应激和高糖诱导的内皮细胞衰老。然而,SIRT1是否能够在体内发挥抑制血管老化的作用目前尚无报道。PAI-1是组织型和尿激酶型纤溶酶原激活物的快速而特异的抑制剂,是机体纤溶活性的主要抑制因素。老年人体内PAI-1表达增多,同时在多种衰老相关的病理过程中PAI-1水平也被显著诱导升高。目前PAI-1被公认可以作为心血管风险的一个标记物分子；同时PAI-1也是衰老的标记分子,被广泛用于体内外的衰老研究,可能在心血管的老化发展过程中发挥关键性作用。因此,我们提出了自己的研究假设,即SIRT1内皮细胞特异性过表达能够抑制内皮细胞哀老和年龄依赖的血管老化,而且这至少部分是通过SIRT1对PAI-1的下调作用来实现的。我们以前的研究发现SIRT1在高脂饮食小鼠和高血糖小鼠主动脉中表达下降而在CR小鼠模型中表达升高,这提示SIRT1可能在血管老化中发挥保护性作用。为了探讨SIRT1在血管老化中的作用,我们构建了脐静脉内皮细胞(HUVEC)复制型哀老模型,并利用野生型小鼠和同窝的SIRT1内皮细胞特异性转基因小鼠构建了自然衰老模型。我们首先检测了哀老HUVEC中及老龄野生型小鼠主动脉中SIRT1和哀老标记分子的表达变化情况,结果发现与年轻对照相比,SIRT1在衰老HUVEC中及老龄野生型小鼠主动脉中表达均显著下降,而PAI-1、p66Shc、p53、p21等衰老相关分子表达水平显著上调。利用衰老相关的β半乳糖苷酶染色,我们发现SIRT1过表达能明显抑制内皮细胞哀老发生。同样内皮细胞特异性SIRT1过表达可有效缓解年龄依赖的血管老化,农现为主动脉中衰老标记分子PAI-1、p66Shc、p53、p21的表达显著下降。血管环张力实验和脉博波速度检测结果显示SIRT1内皮细胞过表达改善了哀老引发的内皮功能失常和颈总动脉僵硬度增加。为了探索SIRT1抗衰老的可能机制,我们研究了SIRT1对PAI-1的调控,发现SIRT1能够在转录水平抑制PAI-1表达。进一步ChIP分析发现,在HUVEC中SIRT1可以结合在PAI-1启动子区,而SIRT1特异性抑制剂EX527能降低PAI-1启动子上SIRT1的结合。在293A细胞中,NAM处理使得PAI-1启动子区域SIRT1的结合下降而组蛋白H4K16乙酰化水平明显增强。本研究中我们首次发现在体内内皮细胞特异性SIRT1过表达能够抑制血管老化并改善哀老引发的内皮功能失常和动脉僵硬度增加。同时,我们首次证明SIRT1可以通过表观遗传的方式下调PAI-1表达,这在一定程度上解释了SIRT1的抗衰老作用。