組蛋白去乙?；敢种苿┡c失血性休克相關(guān)性研究進展

鄧高榮，李宗芳

1.南昌大學(xué)第四附屬醫(yī)院骨科，江西 南昌 330003;2.西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院，陜西 西安 710004

至今，組蛋白去乙?；敢种苿?Histone Deacetylase Inhibitors，HDACIs)主要涉及腫瘤、炎癥等疾病的治療和實驗研究。但近年來，HDACIs作為一種潛在的、新型抗休克藥引起廣泛關(guān)注［1］，出現(xiàn)一系列關(guān)于動物生存、組織器官保護及細胞分子調(diào)控機制領(lǐng)域等基礎(chǔ)研究，各個研究結(jié)果之間存在一定聯(lián)系和爭論。為了更好地理解HDACIs在失血性休克治療中的作用。本文在查閱近10年國內(nèi)外相關(guān)文獻基礎(chǔ)上，對HDACIs抗休克的作用機制及相關(guān)研究進展作一綜述，為HDACIs應(yīng)用基礎(chǔ)研究提供參考。

1 HDACIs的應(yīng)用概況

HDACIs是抗腫瘤藥物研究的熱點，而腫瘤的發(fā)生與表觀遺傳學(xué)關(guān)系密切。表觀遺傳修飾組蛋白乙?；?Histone Acetylase，HAT)和組蛋白去乙酰化酶(Histone Deacetylase，HDACs)之間的動態(tài)平衡，該平衡控制著染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達，進而干擾腫瘤發(fā)展進程。真核生物中，核小體由八聚體的核心組蛋白，一段146個堿基對組成的DNA片段、組蛋白H1和非組蛋白共同組成。核心組蛋白有兩個結(jié)合區(qū)域:C-端疏水氨基酸位于核小體的內(nèi)部;N-端的賴氨酸殘基延伸出核小體外。染色質(zhì)修飾酶可以對這些突出的N-端進行修飾，這種包括位點特異性的磷酸化、乙酰化、甲基化和泛蛋白化等［2］。HAT乙酰化還能促進或防止與其他轉(zhuǎn)錄或調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的相互作用。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物參與轉(zhuǎn)錄激活、基因沉默、細胞周期調(diào)控、DNA復(fù)制、修復(fù)以及染色體組裝等許多重要的生理過程［2，3］。而HDACs作為調(diào)控基因的關(guān)鍵蛋白酶，作為基因沉默過程的一部分，隨即發(fā)揮作用，從而減少核小體的乙?；?，使染色質(zhì)恢復(fù)轉(zhuǎn)錄非活性狀態(tài)。因此，HAT/HDACs的動態(tài)平衡十分重要。HDACIs是一類在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控基因表達的化合物，通過誘導(dǎo)蛋白過乙?；鹑旧w重建、細胞周期停滯、誘導(dǎo)細胞分化和凋亡以及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子活化和抑制等一系列生物學(xué)效應(yīng)。現(xiàn)研究較多的 HDACIs包括［4］:(1)短鏈脂肪酸類，有丁酸、苯甲酸和丙戊酸(Valproic Acid，VPA)及其鹽類;(2)羥肟酸類，有曲古抑菌素(Trichostatin A，TSA)、辛二酰苯胺異羥肟酸(Suberoylanilide Hydroxamic Acid，SAHA)及其衍生物等;(3)環(huán)四肽結(jié)構(gòu)，包括Apicidin、Trapoxin B、FK228;(4)酰胺類，如 MS-275、CI-994等。根據(jù)各自機制不同對Ⅰ、Ⅱ類HDACs有抑制作用有所差別。

目前HDACIs主要涉及腫瘤、炎癥等疾病的治療和實驗研究。首先，HDACIs是一類具有新型的腫瘤治療藥物。Ma等［4］分析了多個HDACIs已經(jīng)進行臨床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ試驗，包括血液系統(tǒng)腫瘤如骨髓增生異常綜合征、慢性粒細胞白血病、急性粒細胞白血病，均取得不同的療效;在實體瘤方面，單用或聯(lián)合其他化療藥物應(yīng)用后也有肯定的結(jié)果。此外，HDACIs在炎癥性、免疫性、損傷性、神經(jīng)性和心臟等疾病中具有潛在治療作用。Brilli等［5］提出，HDACIs減輕腎損傷及腎纖維化，是由于HDACIs調(diào)控其炎性過程。Colussib等［6］在查閱文獻時，發(fā)現(xiàn)HDACIs在關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)退變、神經(jīng)肌肉疾病、心臟缺血、心臟肥大、心功能不全和心律失常等動物模型中有積極作用。Alam等［7］采用VPA和SAHA的治療濃度能夠抑制自然殺傷細胞對人白血病細胞的細胞毒性作用。

2 HDACIs與失血性休克的相關(guān)研究

隨著對HAT/HDACs的研究深入，觀察到HDACIs在失血性休克(Hemorrhagic Shock，HS)中有著積極的影響，對機體多個器官具有保護作用。有文獻表明［8］:失血性休克能誘導(dǎo)HAT/HDACs的比例失衡，進一步影響細胞組蛋白或非組蛋白的乙?；癄顟B(tài)，HDACIs可以通過修正這種失衡來改善組織器官的功能，故具有各組織器官的保護作用。

2.1 HDACIs明顯改善失血性休克模型的生存 Gonzales等［9］使用 VPA 和2-甲基-2-戊烯酸(2-methyl-2-pentenoic acid，2M2P)治療失血40%大鼠休克模型，12 h后與對照組相比，VPA治療組70%和2M2P治療組12%大鼠存活，而對照組無一存活。最近，Hwabejire 等［10］比較不同劑量 VPA(300、400、450 mg/kg)治療失血40%的大鼠休克模型，盡管VPA劑量越大而組織乙酰化水平越明顯，但比較不同劑量VPA對生存影響并不明顯。Nelson等［11］應(yīng)用VPA 400 mg/kg(靜脈注射)分3組治療失血性休克豬模型。結(jié)果表明，VPA治療組相比對照組明顯延長生存，但12 h再追加VPA治療并沒有增加生存時間。Li等［12］總結(jié)以上結(jié)果，表明生存受益于神經(jīng)組織保護、心臟保護、腎臟保護和抗炎作用?？傊?，在現(xiàn)有的失血性休克生存研究中，HDACIs能明顯改善失血性休克模型的生存時間。

2.2 HDACIs保護組織、器官和細胞的機制 分析有關(guān)HDACIs保護組織、器官和細胞的機制的文獻，有以下3種可能機制起關(guān)鍵作用:(1)HDACIs使得核組蛋白過度乙?；鰪娊M織細胞抗凋亡作用。一方面，VPA使得核組蛋白過度乙?；?，也可以通過β-catenin途徑，提高Bcl-2基因和蛋白表達來保護神經(jīng)元細胞;但VPA治療后，β-catenin本身也被乙酰化，增強抗凋亡作用［11］。Zacharias 等［13］提出了該機制涉及磷酸肌3位羥基激酶(phosphoinositol-3-kinase)及下游的蘇氨酸蛋白激酶(Serine Threonine Kinase，AKT)，最后通過Bcl-2作為抗凋亡因子提高失血性休克動物的生存率。因此，HDACIs能激活A(yù)KT途徑導(dǎo)致凋亡抑制。Butt等［14］采用VPA誘導(dǎo)Histone H3K9乙?；?，通過c-Jun氨基末端激酶途徑，激活caspase-3抑制失血性休克大鼠肝細胞的凋亡;(2)HDACIs能夠改善失血性休克的免疫。有研究表明:VPA和SAHA的治療濃度能夠抑制自然殺傷細胞。VPA(300 mg/kg)抑制髓過氧化物酶活性和 IL-6與 TNF-α的水平，大大地減輕肺損傷［15］。Sailhomer等［16］建立了“二次打擊”的失血性休克大鼠模型，用SAHA和Garcinol(HAT inhibitor)處理脾臟白細胞，發(fā)現(xiàn)SAHA能抑制大鼠TNFa的分泌，明顯提高其基因的轉(zhuǎn)錄水平。(3)HDACIs具有抗炎作用，HDACIs減少心臟缺血/再灌注的缺血性損傷，引起的低氧誘導(dǎo)因子1(Hypoxia Inducible Factor-1，HIF-1)基因的激活后者是一種轉(zhuǎn)錄因子，在巨噬細胞中主要促進促炎性介質(zhì)基因表達［17］。此外，Liu 等［15］比較 3 種 HDACIs藥物(VPA，Trichostatin A和SAHA)作為復(fù)蘇藥治療失血性休克SD大鼠，藥物復(fù)蘇組呈過度乙酰化狀態(tài)，組蛋白10個賴氨酸點中6～7個乙酰化，SAHA復(fù)蘇組顯示大鼠肝細胞組蛋白7個賴氨酸點乙酰化，隨后cDNA生物芯片檢測出57個基因表達異常，44個基因上調(diào)和13個基因下調(diào)，這些異?；蛏婕凹毎纳L、增殖、分化、轉(zhuǎn)化和細胞信號等方面的功能，表明HDACIs藥物對失血性休克大鼠模型保護作用機制非常復(fù)雜。

3 討論

分析文獻提示:(1)治療能提高失血性休克動物模型的生存率，是抑制細胞凋亡，保護細胞的生存和功能所致，但抑制凋亡的機制有所不同;(2)HDACIs影響其組織器官細胞的機制不僅是抑制細胞的凋亡，還包括應(yīng)激、調(diào)節(jié)、促進或抑制細胞因子轉(zhuǎn)錄與表達;(3)HDACIs治療效果聯(lián)合分析組蛋白和非組蛋白的乙酰化狀態(tài)所介導(dǎo)的具體調(diào)控途徑。但從已公開發(fā)表的文獻中看，HDACIs治療的失血性休克動物模型中未見有輸血復(fù)蘇的治療方案。本文認為:輸血復(fù)蘇是糾正失血性休克的最重要的方法，其復(fù)蘇作用具有不可替代作用。為了明確HDACIs的保護作用，深入了解HDACIs和輸血之間的相互關(guān)系。因為輸血治療本身具有強大的抗凋亡作用，以避免夸大HDACIs治療失血性休克的作用。

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