組蛋白去乙?；敢种苿﹎gcd0103的研究進展

楊永娜 謝守嬪 李瑞琳綜述 彭小蘭審校

組蛋白去乙?；敢种苿?histone deacetylase inhibitors，HDACIs)是1種新的癌癥治療藥物，屬于表觀遺傳學治療藥物。組蛋白的作用機制例如乙?；⒓谆?、磷酸化、泛素化、糖基化、羰基化、ADP核糖基化、類泛素化均是通過改變?nèi)旧|(zhì)的構(gòu)象而改變基因表達而達到抑制腫瘤的作用。組蛋白是染色質(zhì)的基本單位，組蛋白乙?；{(diào)節(jié)影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達，是表觀遺傳調(diào)節(jié)的重要組成部分［1-2］。通過DNA突變激活腫瘤抑制基因和基因沉默等已被認為是促進惡性腫瘤細胞凋亡，阻滯增殖和轉(zhuǎn)移的原因。

HDACI主要通過誘導細胞凋亡、阻滯細胞周期、抑制血管生成等抑制腫瘤的發(fā)生，研究表明，HDACI大多都可以促進P21蛋白的表達，這與阻滯細胞周期有關(guān)。HDACI誘導細胞凋亡主要通過死亡受體介導途徑和線粒體介導途徑，增強bax和抑制bcl-2的表達。HDACI還通過抑制VEGF的表達而抑制腫瘤血管生成。MGCD0103就是較新研制的Ⅰ類酶抑制劑HDACI［3］，大量的體內(nèi)和體外研究證明組蛋白去乙酰化酶抑制劑(HDACI)MGCD0103對多種實體和非實體惡性腫瘤有明顯的臨床療效，MGCD0103主要針對人類 HDAC1，但在體外對 HDAC2，HDAC3，HDAC11也有活性抑制。MGCD0103在完整的細胞僅抑制總的HDAC活性的一小部分，并顯示出持久的抑制活性。MGCD0103誘導組蛋白選擇性地誘導細胞凋亡，并在多種人類腫瘤細胞株中引起細胞周期阻滯，并具有劑量依賴性。MGCD0103對多種人類腫瘤細胞株在體外表現(xiàn)出有效的和選擇性的抗增殖活性，并且影響 HDAC的抑制活性。在體內(nèi)，MGCD0103有顯著劑量依賴性和抗腫瘤活性，誘導腫瘤中的組蛋白乙?；?，在裸鼠中的抑制人類腫瘤異種移植生長。研究結(jié)果表明，HDAC抑制劑MGCD0103有足夠的體內(nèi)抗腫瘤活性。該文就對MGCD0103治療各種腫瘤的研究進展進行綜述。

1 MGCD0103治療血液系統(tǒng)腫瘤

1.1 MGCD0103治療白血病

骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndromes，MDS)影響造血干細胞致人體造血功能異常，導致包括感染、貧血或進展為急性髓細胞白血病(acute myelocytic leukemia，AML)等許多問題。目前主要治療藥物是由美國FDA批準的阿扎胞苷(azacitidine)和吉西他濱(gemcitabine)等。臨床前和早期臨床試驗階段鑒定藥物治療活性所用的HDACI和阿扎胞苷(azacitidine)、吉西他濱(gemcitabine)組合，可能比單藥治療更有效。在改善高危MDS患者整體存活率方面，應用阿扎胞苷等藥物治療的同時，應用組蛋白去乙?；敢种苿┤鏜GCD0103等可能效果更好，目前正在進行臨床試驗。MGCD0103是1個與組蛋白乙酰化酶抑制劑同型的針對亞型1，2，3和11組蛋白脫乙酰酶(HDACs)選擇性抑制劑。在第一階段的研究中，主要針對的是白血病和骨髓增生異常綜合征患者，其中大多數(shù)(76%)是急性粒細胞性白血病(AML)患者，MGCD0103口服給藥，每周3次，不中斷給藥。24例患者的平均年齡為62歲(范圍32～84歲)，計劃給藥劑量水平為20、40和80 mg/m2。在所有29例患者中，24例(83%)患者在此次治療前已經(jīng)用過1種或多種傳統(tǒng)藥物化療，29例患者均有細胞遺傳學異常。劑量限制性毒性(DLTs)被確定為60 mg/m2。主要觀察在高劑量藥物作用下，患者對疲勞、惡心、嘔吐、腹瀉的最大耐受劑量。3例取得了完整的骨髓效應。藥物代謝動力學分析表明MGCD0103在1 h內(nèi)吸收，血漿半衰期為9 h，并與藥物劑量成正比，劑量可高達60 mg/m2。外周血白細胞的分析表明誘導的組蛋白乙酰化和HDAC酶的活性呈劑量依賴性抑制。MGCD0103對晚期白血病患者抗白血病機制是安全的［4］。

MGCD0103和阿扎胞苷(azacitidine)、吉西他濱(gemcitabine)聯(lián)合用藥治療AML，可以增強療效，減少藥物的毒性。利用互補的分子機制，在體外或在體內(nèi)藥物協(xié)同作用是1個新的更有效的聯(lián)合治療方法［5］。

研究表明，MGCD0103對B細胞慢性淋巴細胞白血病(chronic lymphocytic leukemia，CLL)的作用機制是降低Mcl-1的表達和對Bax作用致使線粒體去極化，因此，MGCD0103誘導白血病細胞凋亡是通過內(nèi)源性途徑誘導細胞凋亡。此外，MGCD0103治療導致的在一個反應下游活化caspase-9，caspase依賴性擴增線粒體去極化，激活鈣蛋白酶和Bax蛋白裂解。研究者提出一個模型，內(nèi)源性途徑誘導細胞凋亡表明MGCD0103在CLL中的作用與線粒體死亡相關(guān)［6-8］。

1.2 MGCD0103治療淋巴瘤

淋巴瘤包括起源于淋巴結(jié)或其他淋巴組織的惡性腫瘤。表觀遺傳修飾，特別是組蛋白去乙酰酶(HDACs)在淋巴瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中起著關(guān)鍵的作用。因此，HDAC抑制劑(HDACIs)已成為治療淋巴瘤的基礎(chǔ)藥物。MGCD0103對難治性彌漫性大B細胞淋巴瘤(diffuse large B cell lymphoma，DLBCL)或濾泡性淋巴瘤(follicular lymphoma，F(xiàn)L)表現(xiàn)出顯著的抗癌活性與治療的副作用。臨床研究表明患者接受治療后，DLBCL和FL患者行CT評估療效，大多數(shù)有腫瘤縮小，常見的不良反應為疲勞、中性粒細胞減少癥、血小板減少、貧血。

霍奇金淋巴瘤(hodgkin’s lymphoma，HL)是1種復發(fā)性或難治性疾病，預后差。復發(fā)或難治性成人HL的Ⅱ期臨床試驗正在進行?；颊呓邮躆GCD0103劑量為85～110 mg，每周3次，周期4周。用藥劑量為110 mg的21例患者中，2例(10%)有完全應答(CRS)，6例(29%)有不完全應答(PRS)。Ⅰ類HDAC抑制劑MGCD0103對霍奇金淋巴瘤(HL)表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤作用，MGCD0103上調(diào)細胞周期蛋白p21CIP1/WAF1和激活內(nèi)在凋亡通路誘導細胞凋亡。MGCD0103誘導腫瘤壞死因子(TNF-α)的表達和分泌，這與核因子(NF)-κB的激活相關(guān)，通過選擇性抑制mRNA的TNF-α表達，誘導細胞死亡。研究結(jié)果表明，MGCD0103可能通過獨立的機制作用于腫瘤細胞［9］。目前，MGCD0103第一類選擇性HDACI進入臨床試驗階段。非類特定的HDACI被FDA批準用于治療淋巴瘤。研究人員將繼續(xù)探索這個毒性較低，對淋巴瘤的治療效果良好的藥物。

2 MGCD0103治療胰腺癌

胰腺癌(pancreatic carcinoma，PC)是一種惡性程度很高的癌癥。盡管人們一直努力對PC的早期診斷、分期、手術(shù)及化療進行研究，但效果仍然不佳［10］。這是由于腫瘤發(fā)展迅速，轉(zhuǎn)移早，對許多化療藥物耐藥，對放療不敏感。我們急需探索新的治療方法治療PC患者。Ⅰ類和Ⅱ類組蛋白去乙?；甘菨撛诘闹委煱悬c。組蛋白去乙?；敢种苿?HDACIs)無論是單獨使用或與其他治療劑組合使用均對胰腺癌的臨床前模型的抗腫瘤活性效果良好。臨床在胰腺癌相關(guān)的HDAC亞型還沒有被完全確定。HDAC1在高達40%的癌細胞和其周圍的組織中觀察到高表達［11］。大多數(shù)的Ⅰ類和Ⅱ類HDACs(除HDAC5)在胰腺癌細胞株容易檢測到，他們可能參與胰腺癌細胞生長和生存。Ⅰ類和Ⅱa類HDACs治療胰腺癌時組蛋白去乙?；敢种苿┛赡苡幸欢ǖ哪[瘤選擇性。Ⅱb類HDACs可能并不適用于治療胰腺癌。

HDAC抑制劑(HDACI)的抗腫瘤作用除細胞凋亡、細胞周期停滯、分化外，還影響細胞周期抑制因子p21CIP1/WAF1，caspase-3，PARP，和Bax等。MGCD0103已被證明阻滯細胞周期(G1和G2/M)在多種人類腫瘤細胞［12］，在目前的研究中，MGCD0103可能是通過上調(diào)p21CIP1/WAF1表達誘導胰腺癌細胞生長抑制。p21CIP1/WAF1蛋白被認為是促進在G1、G2/M期的細胞周期阻滯的重要因素。實驗對多種Ⅰ、Ⅱ類HDACs的作用在不同胰腺癌細胞株進行檢測，MGCD0103對增殖阻滯、細胞凋亡有劑量依賴性，細胞周期阻滯在G2/M期，并伴隨著誘導p21CIP1/WAF1和DNA雙鏈斷裂(DSBs)。相反，Ⅱa類選擇性HDACI作用的影響很小。同時Ⅱ類抑制劑MC1568可以顯著增強MGCD0103誘導生長停滯、細胞凋亡和G2/M期細胞周期阻滯，而Tubastatin一個只有協(xié)同增強MGCD0103生長停滯。雖然MC1568或Tubastatin單獨用藥對DNA雙鏈斷裂和p21CIP1/WAF1的表達沒有明顯影響，但結(jié)合MGCD0103就能表現(xiàn)出誘導p21CIP1/WAF1在細胞內(nèi)的作用。研究結(jié)果表明，Ⅰ類和Ⅱ類HDACs是治療胰腺癌潛在的治療靶點。因此，異構(gòu)體的選擇性抑制劑可能對胰腺癌的治療更有效［13］。

事實上，初步研究數(shù)據(jù)表明，MGCD0103和吉西他濱在胰腺癌PANC-1細胞系聯(lián)合治療的協(xié)同作用誘導細胞凋亡。MGCD0103聯(lián)合吉西他濱顯示了比單獨用藥更有效的抗腫瘤活性。對于轉(zhuǎn)移性胰腺癌多種治療藥物療效不佳，患者接受MGCD0103(每周3次，28天為1周期)，吉西他濱(1 000 mg/m2，3周為1個周期)治療。不良反應包括疲勞，嘔吐和腹痛以及血小板減少和貧血，療效均明顯優(yōu)于組蛋白去乙?；敢种苿㏕SA和SAHA單獨用藥。近期研究還發(fā)現(xiàn)，Ⅱa類HDACs對胰腺癌細胞作用不明顯，但能顯著增強Ⅰ類HDACs如MGCD0103對胰腺癌的作用，其具體機制在進一步研究當中［13］。MGCD0103在體外以劑量依賴性的方式抑制HDAC活性，MGCD0103對不同的實體瘤均能抑制HDAC活性，并且有時間依賴性，并在血液中檢測到藥物濃度可持續(xù)至少24 h后藥物作用才完全消退。MGCD0103對實體瘤患者的抑制活性持續(xù)至少8 h。

3 MGCD0103治療結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)的死亡率在北美癌癥死亡率位列第二，化療是CRC治療的重要方法，然而，在多數(shù)情況下，腫瘤復發(fā)，成為難治性腫瘤。腫瘤復發(fā)耐藥是由于表觀遺傳學改變，導致腫瘤耐藥性提高。最近，一個腫瘤復發(fā)和耐藥機制觀點被提出:腫瘤干細胞或癌癥起始細胞對增加化療耐藥性和減低放射治療效果起著重要作用［14-15］。最近的研究表明，這些細胞表達出DNA損傷后反應基因的水平較高，這可能有助于耐藥［16］。結(jié)直腸癌癌癥起始細胞(colon-cancer-initiating cell，CCIC)可以在各種化療同時作用后快速再生新的腫瘤，CCIC被認為是腫瘤復發(fā)與導致機體死亡的主要因素。

CCIC被認為自我更新并產(chǎn)生非CCIC的CRC癌癥細胞，改變CCIC非CRC癌細胞轉(zhuǎn)移的基因表達的表觀遺傳調(diào)控，作為一個可能的機制，已經(jīng)被提出。藥物調(diào)節(jié)表觀遺傳修飾狀態(tài)，是反CCIC靶向治療的一個很有研究前途的方法。組蛋白的共價修飾是一個重要的表觀遺傳調(diào)控機制。結(jié)直腸癌比正常結(jié)腸黏膜Ⅰ類HDACs水平高［17］。在CCIC和非CCIC CRC的CRC腫瘤細胞的增殖機制中，Wnt信號起著至關(guān)重要的作用［18-19］。經(jīng)典Wnt信號是通過細胞表面的Frizzled-LRP5/6受體的配體結(jié)合，這種結(jié)合觸發(fā)信號級聯(lián)，導致β-catenin的核易位。β-連環(huán)蛋白結(jié)合和上調(diào)LEF/TCF轉(zhuǎn)錄因子是重要的增殖和抗凋亡的基因，如MYC和CCD1。DKK家族蛋白是細胞外WNT拮抗劑，DKK-1被認為是CRC最重要的家庭成員。DKK-1通過下調(diào)LRP 5/6，抑制下游經(jīng)典Wnt信號［20］。在轉(zhuǎn)基因小鼠中，DKK-1有針對性的過度表達可抑制腸道的腸上皮細胞絨毛和腸腺細胞增殖［21］。DKK-1也能抑制上皮細胞分化和遷移，它是腫瘤進展和轉(zhuǎn)移的很重要的過程［22］。Ⅰ類HDACI MGCD0103除有效地抑制了CCIC的增殖和克隆形成外，還積極作用非CCIC CRC細胞株?；虮磉_分析表明，CCIC的HDACI誘導生長停滯和凋亡的機制是 WNT拮抗劑 DKK-1的上調(diào)。研究數(shù)據(jù)顯示，MGCD0103能夠有效抑制非CCIC CRC細胞生長。臨床治療試驗表明MGCD0103阻滯非CCIC周期，誘導細胞凋亡。這些結(jié)果表明抑制Ⅰ類HDACI是作用CCIC與非CCIC CRC一個新的藥物，被認為是對提高抗 CRC化療效果帶來新希望的藥物［23-24］。

綜上所述，HDAC抑制劑MGCD0103對多種腫瘤起作用，但對不同腫瘤細胞作用差異較大，并且對該藥誘導疲勞的病因知之甚少。雖然有報道稱某些細胞因子如IL-6與癌癥患者的疲勞呈正相關(guān)，但一些患者在應用高劑量MGCD0103后IL-6水平仍顯著升高［25］。如何使HDAC抑制劑提高療效，降低副作用，并使藥物盡早地應用于臨床，仍需我們進行更進一步研究。

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