組蛋白去乙?；?在腫瘤中的作用*

組蛋白的去乙?；求w內(nèi)重要的表觀遺傳修飾方式，組蛋白去乙?；福╤istone deacetylases，HDACs）通過催化組蛋白的去乙?；谷旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)變得緊密，抑制基因轉(zhuǎn)錄［1］。此外還可以同樣方式調(diào)節(jié)非組蛋白［2］，如微管蛋白、皮動蛋白、熱休克蛋白［3］等。體內(nèi)的乙酰化與去乙?；ㄟ^組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶（histone acetylase transferases，HATs）與HDACs保持動態(tài)平衡。研究表明HDACs在腫瘤形成過程中起關(guān)鍵作用，而HDAC9作為HDACs的成員，也在其中發(fā)揮作用，并可能作為一個潛在抗癌位點。本文總結(jié)最新相關(guān)研究，系統(tǒng)闡釋HDAC9在腫瘤中的作用。

1 HDAC9簡介

HDACs由18種亞型構(gòu)成，分為4大類，包括Ⅰ類（HDAC1、2、3、8）、Ⅱa類（HDAC4、5、7、9）、Ⅱb類（HDAC6、10）、Ⅲ類（Sirt1～7）和Ⅳ類（HDAC11），其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ類為Zn2+依賴性，而Ⅲ類為NAD+依賴性［4］。HDAC9基因定位于7p21位點，由26個外顯子構(gòu)成，主要穿梭于細胞核與細胞質(zhì)之間，與HDAC5關(guān)系最為密切（兩者功能結(jié)構(gòu)域相似度達89%），在組織中為特異性表達且與HDAC4部分重合［5］。HDAC9存在一個長的N-末端，可與多種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合［6］，該末端還具有保守的絲氨酸殘基，依賴磷酸化信號激活并介導(dǎo)HDAC9的核輸出和靶基因的去抑制［7］。在體內(nèi)HDAC9負責催化H3、H4和非組蛋白的去乙?；{(diào)節(jié)多種功能，包括參與炎癥、凋亡和血管生成等［8］。

2 HDAC9在腫瘤中的作用

研究表明HDAC9參與腫瘤的演化過程。但不同類型的腫瘤，其表達及功能完全不同。

2.1 HDAC9致癌作用

2.1.1 HDAC9的表達及生物學(xué)功能 Zhang等［9］研究發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜母細胞瘤組織中HDAC9的表達高于正常組織，且HDAC9過度表達的患者無進展生存期（progression-free survival，PFS）和總生存期（overall survival，OS）明顯變短，細胞實驗表明敲減HDAC9的細胞增殖速度大幅度變慢，周期明顯延長，其中G1期最為顯著。Zhao等［10］證實骨肉瘤組織中的HDAC9過度表達，而在細胞水平抑制HDAC9后細胞增殖和侵襲能力下降。在中國女性乳腺癌患者中，Huang等［11］研究結(jié)論顯示乳腺癌組織的HDAC9表達遠高于正常組織，且患者生存時間明顯縮短，細胞實驗中HDAC9的沉默會降低細胞的增殖和遷移能力。Vega-Garcia等［12］研究發(fā)現(xiàn)具有混合譜系白血?。╩ixed lineage leukemia，MLL）基因重排的急性B前體淋巴細胞白血?。╬recursor B-cell acute lymphoblastic leukaemia，BCP-ALL）兒童患者中，HDAC9表達明顯增高，且預(yù)后不良。

而在其他類型的惡性腫瘤中，如急性粒細胞白血?。?3］、非小細胞肺癌［14］、宮頸癌［15］、平滑肌肉瘤［16］、淋巴瘤［17］等均提示HDAC9在腫瘤中過度表達。Niegisch等［18］發(fā)現(xiàn)與正常組織及細胞相比，尿路上皮癌組織及細胞中HDAC9 mRNA的表達差異并無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.295）。

2.1.2 HDAC9致癌的分子機制 Zhao等［10］指出骨肉瘤中抑癌基因P53為HDAC9的靶點，HDAC9通過抑制P53的轉(zhuǎn)錄活性降低機體抑癌功能，這在淋巴瘤［19］中得到驗證。肝癌［20］中HDAC9可以通過催化H3中的賴氨酸18（lysine 18 of histone 3，H3K18）的去乙酰化下調(diào)微小RNA（microRNA，miR）-376a的表達，導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。Dong等［21］研究發(fā)現(xiàn)高表達的硫苷脂可促進HDAC9和HDAC10的表達，進而抑制miR-233表達，促進肝癌細胞轉(zhuǎn)移。Jin等［22］指出視網(wǎng)膜母細胞瘤中HDAC9為miR-101-3p的靶點，miR-101-3p的下調(diào)可以促進HDAC9的表達，增強細胞增殖和侵襲的能力。

Rastogi等［23］證實因 miR-377 下調(diào)而激活的HDAC9可以作用于肌肉增強因子2D（myocyte en?hancer factor，MEF2D），從而抑制具有促凋亡作用的孤兒核受體 4A1（nuclear receptor subfamily 4，group A，member 1，NR4A1），導(dǎo)致口腔鱗癌的發(fā)生［24］；HDAC9還能與MEF2D共同結(jié)合于抑癌基因BRM（brahma）的多態(tài)結(jié)合位點［25］，協(xié)同HDAC3共同抑制轉(zhuǎn)錄［26］，使BRM沉默；而在急性粒細胞白血?。?7］和BCP-ALL［28］，MEF2D的基因重排也可以導(dǎo)致HDAC9的激活。

研究表明，HDAC9基因區(qū)域的異常甲基化與細胞周期進程、淋巴細胞活化和凋亡相關(guān)［13］，導(dǎo)致腫瘤的形成。在乳腺癌中，HDAC9基因的甲基化最能預(yù)測腫瘤的激素受體陽性狀態(tài)［29］以及參與腫瘤表型的建立和維持［30］。

此外，Jamiruddin等［31］指出HDAC9可以通過參與端粒延長替代機制相關(guān)早幼粒細胞白血病小體（ALT-associated promyelocytic leukemia nuclear bodies，APBs）形成，選擇性調(diào)節(jié)端粒的長度，促進細胞的增殖抑制凋亡。在胰腺癌中，HDAC9過度表達［32］產(chǎn)生的促血管生成效應(yīng)［33］可促進腫瘤生長，并與HDAC9的rs12531908單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）異常相關(guān)（OR=1.43，P=3.88×10-6）［34］。Lai等［35］認為HDAC9的rs10248565 SNP異?？勺鳛闉榉俏鼰熍苑蜗侔┮赘行缘臐撛谏飿酥疚?，而在皮膚鱗癌［36］中，HDAC9中的9個SNP（rs801540，rs1178108，rs1178112，rs1726610，rs10243618，rs11764116，rs1178355，rs1026 9422和rs12540872）的失衡暗示與腫瘤發(fā)生有關(guān)。Chen等［37］指出HDAC9 通過去乙?；骖^框基因O1（fork?headbox O1，F(xiàn)oxO1），協(xié)同HDAC3升高血糖，而這種由于HDACIIa亞型（包括HDAC9在內(nèi)）變化導(dǎo)致的機體代謝變化，可能激活致癌基因Ras，形成不可抑制的增殖［38］。Lapierre等［39］研究發(fā)現(xiàn)性別決定區(qū)Y框蛋白9（sexdetermining region Y-box 9 protein，SOX9）在乳腺癌中被鑒定為HDAC9靶點，SOX9的下調(diào)顯著降低HDAC9的促有絲分裂活性，而Salgado等［40］認為三陰性乳腺癌中抑癌因子miR-206的下降會激活HDAC9，進一步促進血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和絲裂原活化蛋白激酶3（mitogen-activated protein kinase 3，MAPK3）的表達，導(dǎo)致細胞侵襲能力增強。在膠質(zhì)母細胞瘤的研究中，Yang等［41］研究表明HDAC9的過度表達可以通過激活PDZ結(jié)合域轉(zhuǎn)錄共激活因子（transcriptional co-activator with PDZ binding motif，TAZ）介導(dǎo)的表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）通路促進細胞增殖。

2.2 HDAC9抑癌作用

前文已敘述過HDAC9的致癌作用，而在一些腫瘤中則截然相反。Lucio-Eterovic等［42］指出HDAC9在高級別腦星形細胞瘤中的mRNA表達顯著低于低級別星形細胞瘤組織和正常組織。Yuan等［43］研究指出P53的活性受共濟失調(diào)性毛細血管擴張D組互補基因（ataxia telangiectasia group D complementing gene，ATDC）的抑制，HDAC9可與ATDC結(jié)合并降低其活性，解除ATDC對P53的抑制，促進P53的表達。

近年，Okudela等［44］研究提示在肺腺癌中（特別是淋巴管受累），HDAC9的表達顯著下降，并且在下調(diào)HDAC9后會促進腫瘤的發(fā)展，具體分子機制尚不明確。Micheli等［45］研究中指出，成纖維細胞和小腦前體細胞中HDAC9的過度表達會協(xié)同轉(zhuǎn)錄輔因子PC3（pheocromocytoma cell-3）/TIS21（TPA-induced sequence 21），減少細胞周期蛋白D1的表達，抑制細胞增殖。

HDAC9在不同腫瘤中產(chǎn)生不同作用，原因可能為：1）HDAC9本身因為基因的選擇性剪接而編碼多種存在組織差異表達且功能不同的蛋白質(zhì)亞型［5］。2）HDAC9功能會隨腫瘤中靶蛋白的表達量不同而產(chǎn)生變化［43］。3）因磷酸化信號會介導(dǎo)HDAC9進入細胞質(zhì)實現(xiàn)對核內(nèi)靶基因去抑制［46］，而各腫瘤間磷酸化信號差異可能是原因之一。4）HDACs還可以通過結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子形成蛋白質(zhì)復(fù)合物［47］，與HDAC9結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子種類以及數(shù)目上的差別也可能導(dǎo)致效應(yīng)不同。值得一提的是，腫瘤中HDAC9還存在有其他未明確的調(diào)節(jié)方式［42］。綜上所述，HDAC9的表達和功能極其復(fù)雜，至今尚未明確，需要進一步的研究證實。

3 HDAC9作為腫瘤治療靶點的現(xiàn)狀

HDAC9的異常表達與腫瘤關(guān)系密切，有望成為腫瘤治療潛在靶點。近年HDACIs的研究已成為腫瘤表觀遺傳治療的熱點，一般而言，HDACIs的結(jié)構(gòu)包括表面識別基團、Zn2+螯合基團和鏈接兩者的接頭，可分為短鏈脂肪酸、異羥肟酸、環(huán)肽和合成苯甲酰胺［48］，主要功能為誘導(dǎo)癌細胞周期阻滯、分化和死亡，減少血管生成和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答［49］。目前4種HDACIs，即伏立諾他（SAHA，vorinostat）、羅米地辛（romidepsin）、貝利司他（belinostat）、帕比司他（pano?binostat）已被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準用于皮膚T細胞淋巴瘤（cutaneous T cell lymphoma，CTCL）、外周T細胞淋巴瘤（peripheral T-cell lympho?mas，PTCL）以及多發(fā)性骨髓瘤的治療［50］。

然而，廣泛的HDACIs具有明顯的不良反應(yīng)和毒性，如引起血小板減少、腹瀉和疲勞等。同時由于腫瘤對HDACIs具有抵抗性，因此在實體瘤中HDACIs的效果并不明顯［51］。這些都嚴重限制了其在患者中的治療應(yīng)用。近幾年研究的趨勢是研制更為特異性的HDACIs，并與化療、放療以及免疫治療相結(jié)合［52］，通過協(xié)同作用取得更好的效果，同時降低腫瘤對HDACIs的抵抗。

HDAC9表觀遺傳治療的研究非常有限，Gen?darme等［53］研究發(fā)現(xiàn)高爾基體的擴增與腫瘤密切相關(guān)，進一步確認HDAC1和HDAC9下調(diào)是HDACIs介導(dǎo)高爾基體大量分解的重要因素。Wang等［4］指出藥物依布硒啉（ebselen）可劑量性抑制HDAC9，Hutt等［54］研究提示SAHA可沉默HDAC9，減少低氧誘導(dǎo)因子 1α（hypoxia inducible factor 1 alpha，HIF-1α）生成，從而抑制腫瘤血管生成。Kim等［55］研究發(fā)現(xiàn)特異性抑制HDAC9未引起喉癌細胞系SQ20B放射敏感性的改變，證實HDAC9不參加HDACIs對腫瘤細胞放射敏感度的調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

HDAC9在大部分腫瘤中為過度表達，可促進腫瘤細胞的增殖，造成預(yù)后不良，但在部分腫瘤中HDAC9為低表達，抑制腫瘤細胞的生長。HDAC9雖然在不同的腫瘤中產(chǎn)生不同效應(yīng)，但很多研究表明HDAC9確實在腫瘤發(fā)生發(fā)展中占有重要地位。由于對HDAC9在不同腫瘤中產(chǎn)生不同效應(yīng)的作用機制的研究不夠深入，針對HDAC9的表觀遺傳靶向治療研究極為有限。因此當前應(yīng)該繼續(xù)探索HDAC9在不同腫瘤中的異質(zhì)性作用，明確其作用機制以及與其他基因的相互作用，以期能夠根據(jù)具體機制研發(fā)特異性HDACIs，通過嚴謹?shù)乃幋鷦恿W(xué)和藥效動力學(xué)實驗確定給藥劑量，并通過藥物臨床試驗結(jié)合人群特異性確定藥物的安全劑量，獲得最佳風險效益比。因此，HDAC9有望作為潛在腫瘤治療靶點，為提高腫瘤治療的有效率提供可能。