組蛋白脫乙酰化酶抑制劑抗心臟纖維化作用及免疫機(jī)制

         【摘要】 可逆性組蛋白乙?；谡{(diào)節(jié)心肌纖維化過程中具有核心作用，而組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶( HATs)和組蛋白脫乙?；?HDACs)是決定組蛋白乙?；潭鹊膬煞N主要酶。組蛋白脫乙酰酶抑制劑( HDACls)具有抗纖維化作用，可減少心臟細(xì)胞凋亡、肥大以及心室纖維化，其抗心臟纖維化作用與其對心臟成纖維細(xì)胞、腎素一血管緊張素一醛固酮系統(tǒng)及其免疫機(jī)制密切相關(guān)。不久的未來，HDAC抑制劑 可能作為一種新型的治療心衰的藥物。

         【關(guān)鍵詞】組蛋白脫乙?；?；組蛋白脫乙?；敢种苿盒呐K纖維化 
         組蛋白去乙?；敢种苿? histone deacetvlases inhibitors．HDACIs)可以在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控基因表達(dá)，通過誘導(dǎo)蛋白過乙?；谷旧w重建、細(xì)胞周期停滯，還能夠誘導(dǎo)細(xì)胞分化和凋亡以及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子活化和抑制等。

l 組蛋白脫乙?；c組蛋白脫乙?；附M蛋白存在多種共價(jià)修飾方式，其中乙?；揎検腔蜣D(zhuǎn)錄調(diào)控的重要機(jī)制，組蛋白的乙?；兔撘阴；谡{(diào)節(jié)基因表達(dá)方面起著重要作用 組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶( histone ac-etvlt ransf'erases．HATs)和 組蛋白脫乙?；? histone deacetylases inhibitors， HDACs)是決定組蛋白乙?；潭鹊膬煞N主要酶。組蛋白乙酰化與基因誘導(dǎo)有關(guān)，但是，通過HDACs使組蛋白脫乙?；c基因表達(dá)缺失或基因沉默以及活化有關(guān)。HDACs使脫乙酰化后帶Ⅱ： 電的組蛋白與帶負(fù)電的DNA緊密結(jié)合，染色質(zhì)呈致密卷曲的阻抑結(jié)構(gòu)，從而抑制基因轉(zhuǎn)錄。 哺乳類動物的HDAC包含了18種不同類型．每種都由不同的基因編碼，其中I型(1，2.3.8)．Ⅱ型(4，5，6，7，9，10)，III型，IV型(HDACII)．IV型 HDAC是依賴鋅的酶。，這種HDAC區(qū)別于Ⅲ型 HDAC，后者需要煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinam-ide adenine dinucleotide，NAD)作為活性催化劑。盡管多種脫乙?；缚烧{(diào)節(jié)心臟纖維化，但目前研究更關(guān)注于依賴鋅的HDAC，岡為這些酶是小分子抑 制劑的對象，這些小分子抑制劑可阻止心臟纖維化HDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC7、HDAC11在心臟 組織中高表達(dá)，HDAC5表達(dá)異常還可引起心肌肥大以及心臟異位M1?；蛉笔Ш瓦^度表達(dá)是這些酶抑制心血管重塑病理過程（包括肥大、凋亡、壞死、 收縮和纖維化）的主要機(jī)制。

         2 HDACIS及其免疫調(diào)控作用
         在正常生理狀態(tài)下，H4Ts和HDACs對組蛋 白乙?；饔玫恼{(diào)控處于平衡狀態(tài)，而細(xì)胞在發(fā) 生轉(zhuǎn)化的狀態(tài)下，HDACs的活性明顯增強(qiáng)，使得原 有的基因表達(dá)平衡狀態(tài)被打破，導(dǎo)致一些影響細(xì)胞增殖和調(diào)控細(xì)胞周期的分子表達(dá)失衡，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞惡變：HDACls通過抑制HDACs而改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)二在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控，由于 組蛋白脫乙酰化酶抑制劑( HDACls)具有誘導(dǎo)細(xì) 胞凋亡、分化、抑制增殖的作用，目前在腫瘤領(lǐng)域進(jìn)行較多研究。 除了抗腫瘤作用，HDACIs還顯示出免疫調(diào)節(jié)活性，體外實(shí)驗(yàn)表明，HDACIs可抑制T淋巴細(xì)胞的 活化、增殖及分泌細(xì)胞因子。此外，體內(nèi)和體外的研究數(shù)據(jù)都表明，HDAC抑制劑對炎癥有重要影響，且HDAC抑制劑的抗炎作用似乎依賴于它對炎性 介質(zhì)產(chǎn)物NO和細(xì)胞因子的降低，更重要的是通過對NF-KB的抑制實(shí)現(xiàn)的。NF-KB是促炎癥基因表 達(dá)的樞紐之一，可誘導(dǎo)細(xì)胞因子、趨化因子、黏附分子、基質(zhì)金屬蛋白酶( MMP)、環(huán)氧化酶2(COX2)和 一氧化氮合酶(iNOS)的表達(dá)。

         3 HDACs的抗心臟纖維化作用 HDACls可阻止不同器官對各種刺激的應(yīng)激反 應(yīng)所導(dǎo)致的纖維化。早對盤狀的完全依賴鋅的 HDAC抑制劑(TSA)進(jìn)行的研究表明，HDAc：抑制 劑不僅可減輕同質(zhì)性間質(zhì)纖維化的超負(fù)荷壓／J，而 且可逆轉(zhuǎn)前部心房纖維化以及心率不齊二HI)ACls通過很多分子機(jī)制阻止心臟纖維化，包括抑制心臟纖維化細(xì)胞增殖和／或移動，基因感應(yīng)抑制成纖維細(xì) 胞產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)，抑制纖維化前炎癥誘因和阻塞內(nèi)皮至間葉細(xì)胞的轉(zhuǎn)變( endothelial-to-mesenchvmaltransition，Endo-MT)等7。此外，HDAC抑制劑可阻 止能產(chǎn)生膠原纖維的前單核細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒炖w維 細(xì)胞。 內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚g葉細(xì)胞(endothelial-to-mes-enchymal transition，Endo-MT)是血管內(nèi)皮細(xì)胞到可 產(chǎn)生基質(zhì)的成熟間質(zhì)細(xì)胞的病理分化過程。在成熟心臟對壓力的反應(yīng)中，這一過程可促使心臟成纖維細(xì)胞的數(shù)量增多=心臟的內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚g葉細(xì)胞( Endo-MT)是由轉(zhuǎn)錄增長因子p所激發(fā)的，被骨骼蛋白-7(bone morphogenic protein-7，BMP-7)抑制，且
BMP-7可阻止心臟纖維化K：HDAC抑制劑的抗癌作用可抑制與此相關(guān)的過程——上皮細(xì)胞向間充質(zhì) 細(xì)胞轉(zhuǎn)化( epithelial-to-rnesenchymal transition， EMT)，這一過程是HDAC抑制劑抗纖維化的一個 機(jī)制，因此未來的研究可能更關(guān)注HDAC抑制劑變Endo-MT過程這一方面。

         4 HDACls在免疫方面與心臟成纖維細(xì)胞的相互作用
         HDACls很可能對心臟成纖維細(xì)胞產(chǎn)生直接影響。在培養(yǎng)的大鼠心室成纖維細(xì)胞中，TSA阻止膠 原綜合體調(diào)節(jié)性質(zhì)的TGF-B感應(yīng)‘9。。然而，HDACs抑制劑不會影響T(;F-p的磷酸化或SMAD的細(xì)胞 核移位的轉(zhuǎn)錄因子，此因子可控制膠原表達(dá)，但不抑 制其他影響膠原綜合體的信號調(diào)節(jié)分子(例如EPK、AKT、PI3K)HDACls的抗炎作用也是抗纖維化的一個機(jī)制。炎癥因子激活心臟成纖維細(xì)胞可產(chǎn)生細(xì)胞外基 質(zhì)一“。HI)ACls通過以下機(jī)制對炎性細(xì)胞因子表達(dá) 起抑制作用：①可以抑制IKBo/的降解；②可以使PlOO發(fā)生酶解形成P52，并增加P52的乙?；?度，乙酰化的P52與P65結(jié)合降低了P65與DNA的 結(jié)合，從而降低NF'-KB的轉(zhuǎn)錄活性；③降低炎性細(xì)胞因子mRNA的穩(wěn)定性。 HDACs對心臟纖維化發(fā)展調(diào)節(jié)因子有重要作用。用丙戊酸（弱性的HDAC抑制劑）對自發(fā)性高血壓大鼠治療20周，可減少左心窒炎癥細(xì)胞因子11-1 p和TNF-a的表達(dá)。IL-I和TNF-a不僅可抑制 心臟纖維化，還可提高心臟功能。在高血壓大鼠心肌病的鹽去氧皮質(zhì)酮鹽酸模型中，HDA Cls可減少 血漿因子水平。用SAHA（HDAC I型和HDACⅡb型抑制劑）治療這種大鼠4周，可在很大程度上 降低IL-1β、IL-6和TNF-a等多種炎癥因子水平，并 且可減少心臟肥大和抑制心室間質(zhì)纖維化的發(fā)生11一。 HDACI抑制劑和血清淀粉P-樣都可有效地阻止成纖維細(xì)胞分化。血清淀粉P是Fcr受體拮抗物，在特發(fā)性肺纖維化方面有重要作用。許多受體 拮抗物相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證明_J，刺激成纖維細(xì)胞分化的物 質(zhì)包括T（Wp、FTI .11廣4和T『，-13。3，近研究發(fā)現(xiàn) EPKl/2對成纖維細(xì)胞分化．游凋控有關(guān)鍵作用。 在與成纖維細(xì)胞分化相關(guān)的一系列因素中也涉及Rho激活酶、p38激活酶和STAT翻譯。研究證明，HDACI抑制劑選擇性地阻止有活性的EPK1／2 的作用。但在成纖維細(xì)胞中，通過HDACI型抑制劑阻止ERK活性的分子機(jī)制目前仍不十分清楚 有 研究證實(shí)，在心肌細(xì)胞巾，HDACC抑制劑通過抑制一個特定的FRK磷酸酶（稱為DUSP5）的表達(dá)來抑制 ERK信號，該發(fā)現(xiàn)是基T：HDA Csl型是心臟纖維化 的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者，可促進(jìn)心臟成纖維細(xì)胞活動、控制來自骨髓的成纖維細(xì)胞分化，而且有雙重促纖維化 功能。 眾所周知，心臟成纖維細(xì)胞是纖維化過程中細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular mat“x，F(xiàn)M(：)的主要產(chǎn)生 者。目前的研究揭示了來自骨髓的成纖維細(xì)胞的一． 個重要作用，即此類細(xì)胞同時具備單核細(xì)胞和纖維細(xì)胞的特征，可以適應(yīng)問葉細(xì)胞型，有助于對壓力反 應(yīng)中組織重塑。有實(shí)驗(yàn)研究已證明，與年齡有關(guān)的心臟纖維化程度足和心臟舒張功能以及血管間質(zhì)細(xì)胞積累程度保持·致 還有·些針對嚙齒類的研究 證明，成纖維細(xì)胞和血管緊張素Ⅱ( AngⅡ)在調(diào)節(jié) 局部缺血導(dǎo)致的心臟纖維化中有重要作用
         5 HDACls通過腎素-血管緊張素，醛固酮系統(tǒng)抗 纖維化 選擇性HDACls可有效地阻i卜腎素m管緊張 素Ⅱ所致纖維化作用，這主要足通過抑制心臟成 纖維細(xì)胞增殖而實(shí)現(xiàn)的。在紅細(xì)胞的細(xì)胞刪期的CJO/Gl階段，選擇性的}{I）A（m小分f-抑制劑 IVIGCD0103，通過抑制紅細(xì)胞增殖來抑制新，fi以及成熟的心臟成纖維細(xì)胞，．細(xì)胞增殖與CDKS和 F2F目標(biāo)基因下游表達(dá)所需的激活物相關(guān)，這個 目標(biāo)基因驅(qū)動細(xì)胞有絲分裂G1期到S期的翻譯在心臟成纖維細(xì)胞中，HDACLs并沒有激活p21表 達(dá)。相反地，對其他六個內(nèi)生細(xì)胞周期蛋白(cyrlindepcndent kinase，CDK)抑制劑表達(dá)的研究表明HDAC I抑制劑可選擇性上調(diào)p15和 P57 。

         這些結(jié)果表明，在心臟一個由HDAC1激活心臟纖維化可能分子機(jī)制是在肌成纖維細(xì)胞塒 心臟壓力的反應(yīng)中，HFDAC I通過抑制心臟成纖維 細(xì)胞抗增殖基因表達(dá)來使可產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì) (EMC)的細(xì)胞增殖 近，對白細(xì)胞的研究主要關(guān)注于闡明HDAC抑制劑細(xì)胞滲透物在hgⅡ信號對心臟慢性反應(yīng)中的作用 有趣地是在心臟中. HI) AC抑制劑并沒有減少調(diào)節(jié)性AngⅡ白細(xì)胞滲透物 fIl是，在心臟纖維細(xì)胞數(shù)目l，選擇性HDAC I抑制物小儀完全阻止了調(diào)節(jié)性AngⅡ的增多，也可以減少纖維細(xì)咆的 循環(huán)水平。 成纖維細(xì)胞是由共同表達(dá)的CD34（來源于細(xì) 胞標(biāo)記物）、CD45（造血細(xì)胞標(biāo)記物）、單核細(xì)胞標(biāo)記物f如Cl)II)、膠原或α平滑肌動蛋白（間葉細(xì)胞 標(biāo)記物）等來定義的。成纖維細(xì)胞凋節(jié)性HDAC抑制劑似乎并未因阻止對心臟的補(bǔ)充而抑制。單核 成纖維細(xì)胞的前體細(xì)胞在Jfj AngⅡ治療的鼠心臟中是相當(dāng)豐富的。

         6結(jié)語
         HDACIS抑制劑在心臟成纖維細(xì)胞中通過基因以及免疫調(diào)節(jié)作為潛在的治療心臟纖維化的靶對 象，HDACIS抑制心肌纖維化預(yù)防及治療心臟疾 病 不久的將來，HDAC抑制劑可作為一個現(xiàn)實(shí)且可實(shí)現(xiàn)的心臟纖維化的治療選擇。