组蛋白去乙酰化酶抑制剂的研究进展

组蛋白乙酰化和去乙酰化可调节染色体的多种功能,如基因表达和染色体分离等。研究发现,组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors, HDACIs)可诱导肿瘤细胞及干细胞分化、生长阻断和凋亡。现综述HDAC抑制剂的种类、生物学作用、抗肿瘤作用机制的研究进展及应用前景等。     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂治疗多聚谷氨酰胺病的研究进展

近年研究发现基因转录异常可导致亨廷顿病(Huntington's disease,HD)等多聚谷氨酰胺(polyglutamine,PolyQ)病中的神经元功能异常.组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)作为一种转录抑制因子,可与辅阻遏物复合体相互作用导致染色质重塑,最终抑制目的基因的转录.PolyQ蛋白与基因转录调控因子异常的相互作用可能是PolyQ病转录失调的原因之一.作者就PolyQ病转录失调的可能发生机制,尤其是组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferases,HATs)和HDACs在其中所起的作用,以及组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylases inhibitors,HDACIs)的治疗潜能等方面予以综述.     

组蛋白乙酰化/去乙酰化及其在恶性血液病中的研究进展

组蛋白乙酰化/去乙酰化是调控基因表达的重要方式之一.目前认为组蛋白乙酰化可促进基因表达,而组蛋白去乙酰化可抑制基因表达.组蛋白去乙酰化酶抑制剂通过竞争性抑制组蛋白去乙酰化酶,使组蛋白乙酰化过程增强,促进基因的表达.白血病中许多染色体易位均涉及组蛋白去乙酰化酶或因组蛋白去乙酰化酶的活性异常,引起抑癌基因表达抑制或癌基因激活和过度表达,导致白血病的发生.在淋巴瘤的发病中,许多类型的淋巴瘤有明确的基因突变,可以产生一些新的基因,如bcl-6基因,导致淋巴瘤的发生.组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors,HDAIS)是一类抗恶性血液病的化疗新药.体内和体外实验均显示HDAIS可抑制白血病细胞、淋巴瘤细胞增殖,使细胞周期受阻,诱导肿瘤细胞的分化和/或凋亡.组蛋白去乙酰化酶抑制剂在抗恶性血液病中发挥重要的作用.     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂与细胞周期和凋亡关系的研究进展

表观遗传学是目前遗传学研究的热点。组蛋白乙酰化修饰是一种重要的表观遗传学调控方式,参与调控染色质构象变化和转录表达过程,组蛋白乙酰化状态紊乱与肿瘤的发生发展关系密切。研究发现,组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase in-hibitor,HDACi)可以纠正肿瘤细胞异常的乙酰化状态,诱导肿瘤细胞发生细胞周期停滞和凋亡,逆转肿瘤细胞恶性表型。1组蛋白乙酰化酶(histone acetyltransferase,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)真核生物染色体的基本单位是核小体,核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)各2…     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂有效对抗卵巢癌细胞

他们发现并表达了一种突变的无功能p53蛋白的9种卵巢癌细胞系对组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACIs)的生长抑制作用敏感。HDACIs，包括丙戊酸和SAHA，有效地抑制了人类卵巢癌细胞的增生，并诱发了凋亡。     

Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶与临床

Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶(HDACs)及其相互作用分子在与临床相关的生物学过程中发挥着重要作用.近年来发现,Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶与临床心血管疾病、呼吸系统疾病和骨软骨疾病的发生、肿瘤进展以及药学研究等密切相关.本文就Ⅱ类HDACs与临床的关系进行了综述.     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA诱导骨髓瘤细胞的凋亡

背景：SAHA是一种新型的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,目前有关其对多发性骨髓瘤细胞作用的研究还少见报道,而且其诱导细胞凋亡的分子机制还不十分清楚。 目的：观察SAHA对多发性骨髓瘤细胞株U266细胞增殖和凋亡的影响,并分析其可能机制。 方法：采用锥虫蓝拒染法、四氮唑蓝比色法检测SAHA 对U266细胞增殖的影响。AllllexinV和PI染色后应用流式细胞仪检测SAHA 作用U266细胞的凋亡率,Hoechst33342染色法检测凋亡细胞的形态。Western-blot方法检测信号转导通路Ras/Raf/Mek/Erk相关蛋白的表达水平。 结果与结论：锥虫蓝拒染法和四氮唑蓝比色法均显示,SAHA可明显抑制U266细胞增殖,且具有时间剂量依赖性。0.5,2,4 μmol/L SAHA作用U266细胞48 h后,经流式细胞仪检测细胞凋亡率分别为 (17.61±1.30)%,(43.13±3.80)%和(74.01±4.39)%,呈剂量依赖性(P < 0.05)。Hoechst33342染色荧光显微镜下可见,SAHA组细胞胞核出现明显的核固缩、核碎裂,而对照组改变不明显。Western-blot结果显示U266细胞经SAHA处理后,Raf-1和Erk蛋白的磷酸化水平受到明显抑制,药物作用48 h时出现显著降低。提示SAHA抑制多发性骨髓瘤细胞株U266细胞增殖并诱导凋亡,信号转导通路Ras/Raf/Mek/Erk阻断是机制之一。     

组蛋白去乙酰化酶调控软骨细胞终末分化的机制

终末分化是软骨细胞获得分化的默认途径,包括肥大与凋亡两种方式。无论是在骨组织生理条件下的软骨生长板形成及内源性成骨骨化,还是骨关节炎病理情况时的软骨表型改变,皆存在有相关分化过程的发生。组蛋白去乙酰化酶对于软骨细胞的生长、维持和增殖方面具有重要意义。它可通过调节基因表达和激活相关转录因子的方式介导某些疾病的发展,但目前其具体的分子生物学和生物力学机制仍不明确。本文将从生物物理学角度对组蛋白去乙酰化酶在软骨组织终末分化过程中的参与机制以及对于软骨组织工程应用价值进行总结和讨论。     

组蛋白脱乙酰化酶抑制剂抗心脏纤维化作用及免疫机制

可逆性组蛋白乙酰化在调节心肌纤维化过程中具有核心作用,而组蛋白乙酰基转移酶(HATs)和组蛋白脱乙酰化酶(HDACs)是决定组蛋白乙酰化程度的两种主要酶.组蛋白脱乙酰酶抑制剂(HDACIs)具有抗纤维化作用,可减少心脏细胞凋亡、肥大以及心室纤维化,其抗心脏纤维化作用与其对心脏成纤维细胞、肾素-血管紧张素-醛固酮系统及其免疫机制密切相关.不久的未来,HDAC抑制剂可能作为一种新型的治疗心衰的药物.     

MicroRNA-140靶向组蛋白去乙酰化酶7基因及在大鼠骨髓间充质干细胞成软骨分化过程中的表达分析

目的检测组蛋白去乙酰化酶7（HDAC7）是否为MicroRNA（miRNA）-140的靶基因,并研究在大鼠骨髓间充质干细胞（ratMSCs）成软骨诱导分化中miRNA-140和HDAC7表达的相关性。方法利用生物信息学、双荧光素酶报告基因检测以及Western blot法鉴定miRNA-140与HDAC7之间的靶作用关系。选取4周龄Sprague—Dawley（SD）雄性大鼠采用全骨髓贴壁法进行体外分离培养纯化得到大鼠骨髓间充质干细胞并向成软骨方向诱导分化,同时采用实时定量PCR和Western blot法检测miRNA-140和HDAC7的表达水平。结果双荧光素酶活性分析结果提示,miRNA-140靶结合人HDAC7基因的3’UTR。将miRNA-140mimics转染大鼠骨髓间充质干细胞后抑制HDAC7的蛋白表达。在大鼠骨髓间充质干细胞成软骨诱导分化过程中,miRNA-140表达上调,而HDAC7表达下降。结论miRNA-140通过靶结合HDAC7基因的3’UTR抑制HDAC7表达,二者在大鼠骨髓间充质干细胞成软骨诱导分化过程中表达负相关,提示miRNA-140通过抑制HDAC7蛋白表达保护软骨组织。     

Histone deacetylase inhibitors increase neuronal differentiation in adult forebrain precursor cells

Chromatin modification plays a key role in fate decision of neural stem cells. Here, we explored the impact of epigenetic remodelling onto neuronal fate determination using specific inhibitors of histone deacetylases (iHDAC). Adult subventricular zone (SVZ) precursor cells were expanded as neurospheres and treated in vitro with second generation iHDAC MS-275, M344 and suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA). All tested compounds revealed a significant increase of βIII-tubulin positive neurons (ranging from 258 to 431%) in a concentration-dependent manner. The number of oligodendrocytes was decreased by almost 50%, accompanied by a reduction of Olig2 mRNA expression. In contrast, astrocyte quantity remained unaffected after iHDAC treatment. Both control and iHDAC treated cells expressed markers of mature GABAergic and dopaminergic neurons. Increased expression levels of NeuroD, Cyclin D2 and B-lymphocyte translocation gene 3 (Btg3) point to a shift towards neuronal fate determination targeted by HDAC inhibitors.     

组蛋白去乙酰化酶3抑制剂通过减轻氧化应激降低缺氧/复氧引起的PC12细胞凋亡

目的 探讨组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）抑制剂（HDAC3I）RGFP966在PC12细胞缺氧/复氧（H/R)损伤中的作用。 方法 采用PC12细胞缺氧4 h复氧24 h培养建立H/R细胞损伤模型。H/R+抑制剂组采用RGFP966预处理1 h后进行H/R处理。实验分为3组,对照组、H/R组和H/R+抑制剂组,每组重复3次。采用MTT法测定细胞活性,比色法检测细胞乳酸脱氢酶(LDH),流式细胞术分别检测细胞凋亡率和胞内活性氧簇（ROS）,黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性,硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量,Western blotting法检测Bcl-2促凋亡基因(Bax)、B淋巴细胞瘤-2基因（Bcl-2）、剪切型Caspase-3（cleaved-Caspase-3）和HDAC3蛋白表达。 结果 与对照组相比,H/R组与H/R+抑制剂组细胞活力均显著降低（P<0.05）,细胞LDH（P<0.05）和凋亡率（P<0.05）均显著升高。H/R+抑制剂组与H/R组相比,H/R+抑制剂组细胞活力显著高于H/R组（P<0.05）,而H/R+抑制剂组细胞LDH（P<0.05）和凋亡率显著低于H/R组（P<0.05）。此外,与对照组相比,H/R组与H/R+抑制剂组ROS和MDA（P<0.05）均显著增加,SOD显著降低（P<0.05）;H/R+抑制剂组与H/R组相比,H/R+抑制剂组ROS和MDA（P<0.05）显著低于H/R组,而SOD水平高于H/R组（P<0.05）;Western blotting结果表明,与对照组相比,H/R组与H/R+抑制剂组Bax、cleaved-Caspase-3均显著升高,Bcl-2显著降低（P<0.05）,H/R+抑制剂组Bax、cleaved-Caspase-3均显著低于H/R组,Bcl-2显著高于H/R组（P<0.05）;与对照组相比,H/R组HDAC3蛋白表达显著升高（P<0.05）,而H/R+抑制剂组HDAC3蛋白显著降低（P<0.05）。 结论 HDAC3I通过减轻氧化应激降低缺氧/复氧引起的PC12细胞凋亡。     

Histone deacetylase regulation of immune gene expression in tumor cells

Epigenetic modifications of chromatin, such as histone acetylation, are involved in repression of tumor antigens and multiple immune genes that are thought to facilitate tumor escape. The status of acetylation in a cell is determined by the balance of the activities of histone acetyltransferases and histone deacetylases. Inhibitors of histone deacetylase (HDACi) can enhance the expression of immunologically important molecules in tumor cells and HDACi treated tumor cells are able to induce immune responses in vitro and in vivo. Systemic HDACi are in clinical trails in cancer and also being used in several autoimmune disease models. To date, 18 HDACs have been reported in human cells and more than thirty HDACi identified, although only a few immune targets of these inhibitors have been identified. Here, we discuss the molecular pathways employed by HDACi and their potential role in inducing immune responses against tumors. We review data suggesting that selection of target specific HDACi and combinations with other agents and modalities, including those that activate stress pathways, may further enhance the efficacy of epigenetic therapies.     

The effects of sodium butyrate,an inhibitor of histone deacetylase,on the cocaine- and sucrose-maintained self-administration in rats

In order to substantiate the concept that cocaine behavioral effects may be influenced by histone modification, rats were trained to self-administer cocaine intravenously (0.75 mg/(kg injection)), and were systemically pretreated with sodium butyrate (NaBu), a potent histone deacetylase inhibitor, before the test session during the maintenance phase. The effect of NaBu on a control reinforcer (sucrose)-induced self-administration was also assessed. NaBu (100–200 mg/kg) was inactive in altering the cocaine (0.75 mg/(kg injection))-maintained responding and at the highest dose (400 mg/kg) it did increase cocaine-induced lever presses during the maintenance phase. On the other hand, sucrose-reinforcing potential was not altered when NaBu was given at the highest dose (400 mg/kg). These findings extend previous observations that changes in histone acetylation are relevant to cocaine-induced behavioral effects. Given that histone acetylase inhibitor enhances cocaine-induced behavioral plasticity, the therapeutic benefits of histone acetyltransferase inhibitors warrant further investigation in the experimental models of cocaine abuse.     

丁酸钠、激活素A和地塞米松诱导小鼠胚胎干细胞分化为胰腺外分泌细胞

目的： 探讨丁酸钠、激活素A （activin A）和地塞米松诱导小鼠胚胎干细胞（ES细胞）分化为胰腺外分泌细胞的可行性,并对诱导作用进行比较。方法： 小鼠 ES细胞悬浮培养为拟胚体后,以不同浓度的丁酸钠（1 mmol/L,2 mmol/L,3 mmol/L）诱导分化,通过RT-PCR检测不同时点胰腺特异性外分泌基因的表达水平,确定丁酸钠诱导ES细胞向胰腺外分泌细胞分化的最佳浓度和作用时间。进一步单独或联合应用丁酸钠、activin A、地塞米松诱导ES细胞分化,并通过细胞形态学变化、RT-PCR和免疫荧光检测观察不同诱导方案对胰腺外分泌基因和蛋白表达的影响,确定最佳诱导方案。结果：1 mmol/L丁酸钠能明显促进胰腺外分泌基因amylase、chymotrypsinogen、elastase1、elastase2和carboxypeptidase的表达,随着丁酸钠浓度的增加,丁酸钠的诱导作用逐渐减弱;1 mmol/L丁酸钠诱导第3 d后可检测到amylase、chymotrypsinogen、elastase1、elastase2和carboxypeptidase的表达,在第5 d外分泌基因mRNA表达水平达到高峰,随后逐渐下降。与自发对照组相比,单独应用丁酸钠、activin A、地塞米松诱导ES细胞分化,均能提高amylase、chymotrypsinogen、elastase1、elastase2和carboxypeptidase的表达水平。但联合应用丁酸钠、activin A、地塞米松诱导后,ES细胞形态更为均一,上述胰腺外分泌基因的表达进一步增强;免疫荧光结果显示amylase表达为阳性。结论： 低浓度的丁酸钠、activin A以及地塞米松均可以诱导小鼠ES细胞胰腺外分泌基因的表达,多种诱导因子的联合作用能明显提高胰腺外分泌细胞的诱导效率。     

星形胶质细胞条件培养液促进胚胎干细胞分化为神经元样细胞的实验研究

目的:探讨星形胶质细胞条件培养液在体外能否促进胚胎干细胞（ESCs）向神经元方向分化。 方法:在Bain等建立的4-/4+方案基础上，分成两组：单用ATRA组和ATRA联合胎脑星形胶质细胞条件培养液组，分3阶段诱导ESCs定向生成神经元样细胞。形态学观察及畸胎瘤形成试验对ESCs的全能性进行鉴定；免疫组化染色法检测nestin、GFAP、NSE和NF-200的表达对诱导过程进行动态监测。 结果:（1）体外培养的小鼠ESC-D3细胞在胚胎成纤维饲养层细胞上连续传代培养，仍保持向3胚层分化的能力。（2）在诱导分化阶段，联合诱导组分化细胞NF-200和NSE的表达阳性率高于单用ATRA组。（3） 联合诱导组最终诱导ESCs生成纯度高达73.5%神经元样细胞。 结论:采用胚胎脑星形胶质细胞条件培养液可较高产率及纯度地促进ESCs生成神经元样细胞，值得推广应用。     

含人AGM区基质细胞培养体系定向诱导胚胎干细胞为造血干细胞的实验研究

目的： 体外模拟胚胎早期AGM区造血微环境，诱导胚胎干细胞（ESCs）分化为造血干细胞（HSCs）。方法：将小鼠E14 ESCs在含BMP-4及VEGF的半固体培养基中诱导为拟胚体（EB），分别于3、6、9、12、15 d时收获EB，流式细胞术检测Flk-1+细胞含量。取Flk-1+ 细胞处于高峰期的EB细胞，在人AGM区基质细胞饲养层上进一步诱导分化，并设无饲养层对照，分别于3、6、9、12 d时收获细胞计数、流式细胞术检测Sca-1+c-kit+ 细胞含量，并分析造血细胞集落形成能力。结果：诱导E14细胞形成EB过程中添加BMP4+VEGF的因子组Flk-1+细胞在第9 d达峰值（27.53%± 2.84％），与未添加因子组（8.77%± 1.12％）比较差异显著(P<0.05)。将培养9 d的EB细胞在hAGMS3、hAGMS4饲养层上进一步诱导分化，第6 d时Sca-1+c-kit+细胞达峰值，分别为7.31%±1.21％、7.62%±1.52％，其绝对数分别扩增(2.57±0.48)倍、(2.35±0.36)倍，与无饲养层组比较显著差异（P<0.05）。该分化阶段的Sca-1+c-kit+细胞具有形成各系造血细胞集落的能力。结论：人胚早期AGM区基质细胞能促进小鼠ESCs定向分化为HSCs，为研究ESCs分化为HSCs的分子机制提供了实验模型。     

血管内皮生长因子促进小鼠胚胎干细胞的造血分化

目的：研究血管内皮生长因子(VEGF)体外促进小鼠胚胎干细胞系ES-D3向造血分化的能力。方法：先将ES-D3形成拟胚体，将拟胚体细胞转入含不同浓度的VEGF和VEGF+SCF的培养基中。实验分6组，分别为VEGF 5 μg/L组、VEGF 10 μg/L组、VEGF 20 μg/L组、VEGF 5 μg/L＋SCF组、VEGF 10 μg/L＋SCF组、VEGF 20 μg/L＋SCF组，同时设不加因子的自发分化对照组。RT-PCR检测造血转录基因GATA-2和早期造血细胞基因c-kit和β-H1的表达，流式细胞仪检测CD34+细胞，甲基纤维素半固体培养法检测生成造血集落的能力。结果：经过1周的诱导培养，实验组生成的细胞可以表达GATA-2、c-kit和β-H1，CD34＋细胞的比例也升高，并可形成造血祖细胞的集落。从诱导生成CD34＋细胞的比例和生成的集落数量看，VEGF联合SCF组的诱导效率要高于VEGF单用组和对照组，其中以VEGF 20 μg/L＋SCF组和VEGF 10 μg/L＋SCF组的诱导效率最高。结论：VEGF能够促进ESC的早期造血分化，尤以与SCF合用时，其诱导效率更高。     

胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

急性肝衰竭和晚期肝病严重危害人类的健康,原位肝移植是目前治疗这类疾病惟一有效的治疗方法,却受到了供肝缺乏的限制.肝细胞移植、生物人工肝以及组织工程肝是潜在的解决办法,而获取足量有功能的肝细胞是成功的关键.鉴于其强大的自我更新能力及多向分化潜能,胚胎干细胞可能成为一种无限的肝细胞来源.胚胎干细胞在临床肝病应用前需首先在体外进行有效的严格控制的分化、鉴定及纯化.主要对目前研究胚胎干细胞分化为肝细胞的各种诱导体系及存在的问题作一概述.     

胚胎干细胞定向分化为垂体样细胞的研究

目的探讨胚胎干细胞定向分化为垂体细胞的潜能。方法129小鼠E14胚胎干细胞与人羊膜共培养4d,定向诱导其分化为上皮样干细胞克隆,取成年129小鼠新鲜垂体,用生长有上皮样干细胞克隆的人羊膜将其包裹,无菌手术下移植入129小鼠双侧背部皮下,术后4周取材,对移植后细胞的分化情况进行形态学观察。结果129小鼠E14胚胎干细胞与人羊膜共培养4d后,在人羊膜上皮面形成上皮样干细胞集落,表达高水平的β1整合素、CK15和CK19,移植物在小鼠皮下生长4周后体积明显增大,苏木精-伊红染色表明,人羊膜表面有垂体样细胞形成。结论胚胎干细胞在适当的条件下有分化为垂体样细胞的潜能。