目的:沉默信息调节蛋白3(Sirtuin3,SIRT3)是存在于线粒体中的去乙酰化酶,它通过对线粒体内蛋白质的去乙酰化调控线粒体的主要生物学功能,进而影响细胞周期、细胞能量代谢、细胞氧自由基的清除等大量细胞生物过程。大量研究表明SIRT3的缺失会导致一系列诸如高血压、动脉粥样硬化、主动脉夹层等血管疾病。但是SIRT3对腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)的影响却未见相关报道,本研究旨在明确SIRT3对AAA发生或发展的相关影响,并探究SIRT3在AAA形成过程中通过何种机制发挥作用。方法:1.人类AAA临床样本的收集收集临床腹主动脉瘤手术E7080配制患者切下的AAA组织,并选择离瘤体尽可能远且其形态相对正常的腹主动脉节段组织作为对照组;通过western blot检测SIRT3的蛋白表达水平,并使用Image J软件进行灰度值分析。并以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phoHepatocyte histomorphologysphate dehydrogenase,GAPDH)为参照对SIRT3在不同组织间表达水平进行半定量分析。2.SIRT3~(+/+)与SIRT3~(-/-)小鼠的基因鉴定和繁殖为研究SIRT3在AAA形成中的相关作用及机制,我们委托专业的生物科技公司构建了SIRT3基因敲除小鼠。繁殖小鼠F1代基因型分别为:♂SIRT3~(+/-)×♀SIRT3~(+/-)按公母比1:2进行配种。获得F2代小鼠后,通过基因鉴定,筛选出SIRT3~(+/+)和SIRT3~(-/-)小鼠继续用于繁殖。F2代小鼠繁殖策略为:通过♂SIRT3~(+/+)×♀SIRT3~(+/+)繁殖出F3代SIRT3~(+/+)小鼠用于实验,通过♂SIRT3~(-/-)×♀SIRT3~(-/-)繁殖出F3代SIRT3~(-/-)小鼠用于实验。3.C57BL/6N小鼠AAA模型的诱导和组织处理按照随机原则在同一批购买的小鼠中选取10-14周的雄性C57BL/6N小鼠进行实验,开腹后在电子视频显微镜下测量小鼠肾动脉下腹主动脉最大直径,记为小鼠腹主动脉术前直径。随后使用猪胰腺弹性蛋白酶(Elastase from porcine pancreas,PPE)对小鼠腹主动脉进行外敷5分钟。并以同样方法用生理盐水(saline)外敷于小鼠腹主动脉5分钟建立对照组。在小鼠术后第13天使用异氟烷麻醉小鼠后通过小动物彩超机对小鼠肾动脉下腹主动脉最大直径进行测量。在小鼠术后第14天再次麻醉小鼠,将小鼠腹部打开并使用视频显微镜对腹主动脉直径进行测量,记录为术后直径。测量结束后立即取材,通过western blot分析SIRT3、平滑肌蛋白22α(smooth muscle 22 alpha,SM22α)、线粒体融合蛋白2(mitofusin2,MFN2)等相关蛋白在小鼠AAA组织以及相应的对照组小鼠腹主动脉组织中的表达情况。为进一步证明相关问题,我们通过免疫组织化学染色对比了小鼠ALGX818分子式AA组织和生理盐水处理的假手术组小鼠腹主动脉组织间SIRT3的表达情况。最后我们通过苏木精-伊红染色(Hematoxylin-eosin staining,HE)、弹力纤维染色(Verhoeff’s Van Gieson,EVG)等血管常用病理染色方法去观测两组小鼠腹主动脉发生的病理学改变。并根据血管弹力纤维降解、断裂情况,对小鼠腹主动脉损伤情况进行评分并行统计学分析。4.SIRT3基因编辑小鼠AAA模型的构建和组织处理按照上述步骤繁育出符合实验要求的SIRT3~(-/-)和同批次SIRT3~(+/+)公鼠,待其10～14周时将小鼠分为四组。分别是:基因型为SIRT3~(-/-)且使用生理盐水处理的SIRT3 KO sham组、基因型为SIRT3~(-/-)且使用PPE处理的SIRT3 KO PPE组、基因型为SIRT3~(+/+)且使用生理盐水假手术(sham)处理的SIRT3 WT sham组、以及基因型为SIRT3~(+/+)且使用PPE处理的SIRT3 WT PPE组。分别对上述分组的小鼠进行PPE或者sham手术处理后小鼠正常饮水饮食。在小鼠术后第13天使用异氟烷麻醉小鼠后通过小动物彩超机对小鼠腹主动脉直径进行测量。在小鼠术后第14天在戊巴比妥钠麻醉下使用视频显微镜对小鼠肾下腹主动脉最大直径进行测量记录为术后直径,随后进行腹主动脉组织取材。通过western blot分析小鼠AAA组和对照组间SIRT3、MFN2、SM22α、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferators-activated receptors-γ,PPARγ)、腺苷酸活化蛋白激酶(Amp-activated protein kinase,AMPK)等关键蛋白的表达情况。最后通过HE、EVG等染色技术观测小鼠腹主动脉病理改变及弹力纤维损伤情况,并对小鼠弹力纤维降解情况进行评分和分析。5.统计方法数据以SPSS 26.0为统计学分析软件,以均数±标准误(mean±SE)表示,符合正态分布的两组间数据比较用独立样本T检验,多组数据组间多重比较采用单因素方差分析加Bonferroni事后检验。本研究所有统计学分析中,P<0.05代表具有统计学意义。采用Graph Pad prism 8.0进行作图。结果:1、SIRT3在人AAA组织中表达下调。2、相较于生理盐水处理的对照组C57BL/6N小鼠,PPE诱导的模型组C57BL/6N小鼠的腹主动脉组织中SIRT3表达明显下降。3、相较于生理盐水处理的对照组C57BL/6N小鼠,PPE诱导的模型组C57BL/6N小鼠的腹主动脉组织中SM22α和MFN2表达下降,提示经PPE诱导后血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖增加,细胞表型发生转换。4、SIRT3缺失促进AAA的形成。5、SIRT3缺失后SM22和MFN2表达下调,VSMCs增殖和表型转换加剧。6、单纯SIRT3敲除不能促进VSMCs表型转换且对AMPK、PPARγ的表达无影响。7、SIRT3通过调控AMPK、PPARγ的表达,抑制VSMCs表型转换,抑制PPE诱导的AAA的发生和发展。结论:SIRT3缺失后可能通过调控AMPK/PPARγ信号通路促进VSMCs表型转换,从而促进AAA的发生和发展,SIRT3可能是治疗AAA的潜在靶点,上调SIRT3的表达或有助于预防AAA的形成。