Modulasi Pengekspresan SIRT1 oleh Fraksi Kaya Tokotrienol (TRF) untuk Mencegah Kesenesenan Replikatif Sel Fibroblas Diploid Manusia (HDFs)

Abstract

Fraksi kaya tokotrienol (TRF) merupakan vitamin E daripada minyak sawit yang mengandungi α-tokoferol, α-, β-, γ- and δ- tokotrienol. TRF terlibat di dalam kawal atur sel yang penting termasuk melambatkan kesenesenan sel. SIRT1 merupakan kunci pengawal aturan kepada faktor transkripsi yang terlibat dalam tapak jalan proliferasi dan apoptosis. SIRT1 juga terlibat di dalam metabolisme lipid yang mana mempunyai perkaitan dengan kebolehdapatan dan pengangkutan vitamin E telap lipid. Kajian ini menentukan mekanisme TRF di dalam memodulasi pengekspresan SIRT1 dan kesannya terhadap pengawal aturan gen dan protein yang terlibat dalam kawal atur kitar sel dan apoptosis sel fibroblas diploid manusia (HDFs). Kajian ini turut menentukan kebolehdapatan TRF dan perkaitannya dengan SIRT1 di dalam HDFs. Sel HDFs muda diperlakukan dengan siRNA untuk penyenyapan mRNA SIRT1 dan perawatan sirtinol untuk perencatan aktiviti SIRT1. Perawatan TRF diberikan selama 24 jam sebelum atau selepas perencatan SIRT1. Perlakuan siRNA SIRT1 dan perencatan aktiviti SIRT1 meningkatkan peratusan sel positif terhadap asai aktiviti β-galaktosidase berkait kesenesenan (SA-β-gal) namun peratusan ini menurun dengan perawatan TRF (p<0.05). Perencatan SIRT1 pada peringkat mRNA dan activiti protein meningkatkan populasi sel HDFs pada fasa G0/G1 dan berkurang pada fasa S and G2/M. Post-perawatan TRF mengurangkan populasi sel HDFs pada fasa G0/G1 dan meningkatkan populasi sel pada fasa S. Perlakuan siRNA SIRT1 mengurangkan ekspresi mRNA SIRT1 namun TRF meningkatkan kembali pengekspresan mRNA SIRT1. Pra-perawatan TRF dengan perencatan pada peringkat mRNA dan aktiviti protein SIRT1 mengaktifkan aktiviti promoter gen SIRT1. Manakala, perencatan aktiviti SIRT1 meningkatkan pengekpresan TP53, p16INK4a , p21 dan siklin D1 (p<0.05). Perawatan TRF meningkatkan pengekspresan E2F1, p21 dan siklin D1 serta menurunkan pengekspresan p16INK4a (p<0.05). Perlakuan siRNA SIRT1 tidak menyebabkan perubahan pengekspresan protein SIRT1. Walaubagaimanapun, aktiviti protein p70-S6K1 dan ERK1/2 meningkat (p<0.05). Pengekspresan protein siklin D1, p21, FOXO3a and CDK4 meningkat dengan perencatan protein SIRT1. Perawatan TRF menurunkan aktiviti p70-S6K1 dan ERK1 dan meningkatkan pengekpresan siklin D1, p16INK4a dan FOXO3a (p<0.05). Nisbah BAX/Bcl-2 menurun di dalam sel HDFs senesen yang diberi perawatan TRF. Perawatan TRF kepada sel dengan perencatan SIRT1 meningkatkan peratusan sel apoptotik (p<0.05). Kesemua isomer tokotrienol diangkut masuk ke dalam sel HDFs selepas 24 jam perawatan TRF. Bagaimanapun, kepekatan tokotrienol ini berkurang selepas 24 jam dan kekal pada paras kepekatan malar sehingga 72 jam. Pengambilan α-tokoferol dan α-, β-tokotrienol di dalam sel senesen adalah tinggi berbanding sel HDFs muda. Perlakuan siRNA SIRT1 meningkatkan pengambilan semua isomer tokotrienol. Perencatan aktiviti protein SIRT1 mengaruh kepada penurunan kepekatan tokotrienol. Kesimpulannya, TRF mencegah kesenesenan replikatif sel HDFs dengan memodulasi pengekspresan SIRT1 dan gen pengawal aturnya. TRF juga memodulasi aktiviti p70- S6K1 dan ERK1/2 yang mengawal atur tapak jalan proliferasi dan kitar sel. Sel HDFs secara selektif memilih untuk mengangkut masuk isomer tokotrienol berbanding tokoferol. Sel HDFs senesen memerlukan kepekatan tokotrienol yang lebih tinggi berbanding sel HDFs muda. SIRT1 didapati mempunyai perkaitan dengan kebolehdapatan isomer tokotrienol di dalam sel HDFs yang mana tiada perkaitan sama yang ditunjukkan dengan kebolehdapatan isomer tokoferol.