乙?；揎棇λ柙葱砸种萍毎{控的研究進展

王文欣，王勝軍

(江蘇大學醫(yī)學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

乙?；揎検且环N常見的蛋白質翻譯后修飾(post-translational modifications,PTMs)方式，近年來備受關注。組蛋白及非組蛋白的乙酰化修飾是可逆的過程，其乙酰化和去乙?；謩e由組蛋白乙?；?histone acetyltransferases,HATs)及組蛋白去乙酰化酶(histone deacetyltransferases,HDACs)調控，目前發(fā)現(xiàn)乙酰化修飾在細胞分化與功能上發(fā)揮重要作用[1-2]。髓源性抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是腫瘤環(huán)境中主要的免疫抑制細胞群之一，在腫瘤組織及外周淋巴器官發(fā)揮免疫抑制作用，影響腫瘤發(fā)生發(fā)展，亦是腫瘤治療失敗的重要原因[3-5]。本文綜述了各類HDACs和HATs對MDSCs的調控作用，并且探討各類HDACs、HATs抑制劑對MDSCs的作用效果及其在腫瘤免疫治療中的應用前景。

1 MDSCs

1.1 MDSCs的來源與分型

MDSCs是一群骨髓來源的、未成熟的異質性細胞，是樹突狀細胞、巨噬細胞和粒細胞的前體。在生理條件下，未成熟的骨髓細胞(immature myeloid cells,IMCs)由骨髓中產生并迅速分化為成熟的樹突狀細胞、巨噬細胞或粒細胞。在腫瘤、感染等病理條件下，IMCs正常分化成熟受阻，MDSCs大量擴增積聚且病理性激活，發(fā)揮免疫抑制作用[3-5]。在小鼠體內，MDSCs是一群CD11b+Gr1+表型的髓系前體細胞，主要分為兩個主要群體：多核細胞樣MDSCs(polymorphonuclear-MDSCs,PMN-MDSCs)與單核細胞樣MDSCs(monocytic-MDSCs,M-MDSCs)[6]。PMN-MDSCs在小鼠中定義為CD11b+Ly6G+Ly6Clow表型，M-MDSCs則定義為CD11b+Ly6G-Ly6Chigh[6]。人類MDSCs表型更為復雜，人總MDSCs表型目前暫無公認定義，人PMN-MDSCs定義為CD11b+CD14-CD15+(或CD66b+)表型，M-MDSCs表型則定義為CD11b+CD14+HLA-DR-/lowCD15-[6]。此外，MDSCs的鑒別依賴于其分子表型，其功能特性及生化分子特性同樣有助于識別MDSCs。

1.2 MDSCs的分化與擴增

在生理條件下，CD11b+Gr1+細胞主要分布于骨髓組織，但并不具有免疫抑制活性；在病理條件下，尤其是腫瘤環(huán)境，CD11b+Gr1+細胞大量分化擴增且活化為有免疫抑制活性的MDSCs[3-5]。腫瘤環(huán)境下，在外周血、淋巴組織、脾臟、腫瘤組織中MDSCs比例顯著上升[3-5,7]。眾多調節(jié)因子介導MDSCs的分化擴增，如白介素-6、粒細胞/巨噬細胞集落刺激因子、腫瘤壞死因子-ɑ、前列腺素E2、環(huán)氧合酶2、血管內皮生長因子等[7-9]；此外，腫瘤細胞產生的趨化因子誘導MDSCs遷移浸潤到腫瘤原發(fā)部位[8-9]。

1.3 MDSCs的免疫抑制功能

MDSCs在腫瘤組織及外周淋巴組織發(fā)揮免疫抑制活性，影響腫瘤發(fā)生發(fā)展。MDSCs產生的高水平的免疫抑制效應分子抑制T細胞活化與增殖，這些效應分子主要包括精氨酸酶1、誘導型氧化亞氮合酶、氧化亞氮、活性氧、吲哚胺2,3-雙加氧酶、轉化生長因子-β、白介素-10等[6-10]。MDSCs除了產生抑制性因子直接抑制T細胞功能，還表達解聚素-金屬蛋白酶17破壞T細胞歸巢，誘導巨噬細胞向促腫瘤表型極化，促進調節(jié)性T細胞的增殖與活化，抑制自然殺傷細胞的細胞毒性[9-10]。此外，MDSCs可以直接作用于腫瘤細胞，誘導腫瘤干性、促進腫瘤血管生成以及參與腫瘤轉移擴散[7-8]。

2 乙?；揎?/h2>

乙酰化修飾是一種常見的蛋白質翻譯后修飾方式，在組蛋白上研究廣泛。組蛋白乙?；欣谛纬砷_放的染色質結構，使轉錄因子易于與染色質結合進而調節(jié)靶基因的轉錄[10-12]。然而，近年來文獻顯示，非組蛋白乙?；揎棊缀鯀⑴c所有主要生物學過程，如轉錄因子乙酰化、酶乙酰化、細胞因子受體乙?；萚11-13]。

組蛋白及非組蛋白的乙?；揎検强赡娴倪^程，其乙?；腿ヒ阴；謩e由HATs及HDACs調控。目前已鑒定13個HATs，主要歸為P300、GCN5和MYST三大家族[13]。HDACs可分為4類：第一類HDACs包括HDAC1、2、3、8；第二類HDACs包括HDAC4、5、6、7、9、10；第三類HDACs為沉默信息調節(jié)因子(silent information regulator,SIRT)，又稱Sirtuins蛋白，包括SIRT1～7；第四類HDACs包括HDAC11。第一、二、四類HDACs依賴于鋅離子，而第三類的HDACs則依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)[11]。

隨著MDSCs調控機制的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)MDSCs中存在多種乙?；讣叭ヒ阴；傅谋磉_，乙?；揎棇DSCs的分化及功能起著至關重要的作用。

3 MDSCs中的乙?；揎?/h2>

3.1 乙酰化酶P300與MDSCs

腺病毒E1A相關的300 kD蛋白(adenovirus E1A-associated 300 kD protein,P300)由EP300基因編碼，是研究最廣泛、作用最強大的乙?；钢籟13-14]。P300一方面作為轉錄輔因子，在細胞核內充當橋梁與支架，橋接轉錄因子與基礎轉錄裝置，作為支架整合轉錄因子；更為重要的是，P300調節(jié)組蛋白及非組蛋白乙酰化，調節(jié)酶活性、蛋白質穩(wěn)定性、蛋白質相互作用、亞細胞定位等，參與基因轉錄、DNA損傷修復、細胞分裂、信號轉導各種生物學過程[13-16]。因此，P300的異常表達以及乙酰化失調和疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關，如癌癥、炎癥、神經退行性疾病等[17-21]。P300作為一種乙?；?，參與癌細胞的增殖，侵襲和遷移，且被認為是人類癌癥的不良預后因素[17-18,21]。P300通過調節(jié)組蛋白及其他調節(jié)蛋白的乙?；瘏⑴c癌癥發(fā)生發(fā)展，如TGF-β/Smad信號通路介導的上皮-間充質轉化過程依賴于P300，P300作為乙?；刚{節(jié)Smad蛋白乙?；M而參與癌細胞的侵襲遷移[18]。

近期研究發(fā)現(xiàn)P300無論是在生理狀態(tài)下的髓系造血，還是在病理狀態(tài)下的MDSCs分化擴增中均起著重要作用[22-23]。P300和Sirtuin1調節(jié)CCAAT增強子結合蛋白ε(CCAAT/enhancer binding protein ε,C/EBPε)乙?；揎椷M而調控中性粒細胞的終末分化和特異性顆粒的形成過程[22]。該結果提示乙?；瘜λ柘导毎闹匾{控作用。有學者研究發(fā)現(xiàn)[23]，CBP/EP300的溴結構域(bromodomain,BRD)是MDSCs中H3K27乙?；年P鍵調節(jié)子，該研究同樣提示P300在MDSCs中所起的重要作用。該研究使用MDA.MB.231-X1.1荷瘤的重癥聯(lián)合免疫缺陷鼠和CT26荷瘤的野生型及重癥聯(lián)合免疫缺陷鼠模型，評價CBP/EP300-BRD抑制劑體內給藥對腫瘤生長的影響，CBP/EP300-BRD抑制劑體內給藥可以延緩腫瘤生長，且CBP/EP300-BRD抑制劑通過調節(jié)腫瘤微環(huán)境中MDSCs發(fā)揮抗腫瘤作用。CBP/EP300-BRD抑制劑下調信號傳導與轉錄激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)通路相關基因并抑制精氨酸酶1、誘導型氧化亞氮合酶表達，將腫瘤相關MDSCs從免疫抑制表型重定向到炎癥表型。該研究提示P300介導的表觀基因組和共價組蛋白修飾對MDSCs調節(jié)的重要性。

P300作為HATs家族的重要成員，是理想的治療靶點。P300抑制劑可直接抑制腫瘤細胞發(fā)揮抗腫瘤作用，亦可抑制MDSCs從而恢復機體抗瘤免疫，因此P300抑制劑作為抗腫瘤藥物具有可觀前景。

3.2 去乙酰化酶HDACs與MDSCs

3.2.1 Ⅰ類HDACs Ⅰ類HDACs包括HDAC1、2、3、8,與酵母還原性鉀依賴蛋白3(reduced potassium dependency 3,Rpd3)具有同源性，主要定位于細胞核。Youn等[24]發(fā)現(xiàn)，HDAC2可通過控制MDSCs細胞中視網膜母細胞瘤基因1(retinoblastoma1,Rb1)的轉錄沉默，促進M-MDSCs與PMN-MDSCs之間表型轉換。該結果顯示荷瘤宿主來源的M-MDSCs具有分化為PMN-MDSCs的潛力，該表型轉換可能是腫瘤PMN-MDSCs積累的重要途徑。PMN-MDSCs中HDAC2直接結合在Rb1啟動子區(qū)域，HDAC2通過調節(jié)組蛋白H3、H4乙?；閷b1基因的轉錄沉默。此外，隨著HDAC抑制劑(HDACi)逐步開發(fā)，多篇報道顯示Ⅰ類HDACi調控MDSCs的分化與功能[25-27]。

Ⅰ和Ⅱ類非選擇性HDACi，如伏立諾他和曲古抑菌素A，在體外培養(yǎng)系統(tǒng)和荷瘤小鼠模型中均被證明可以促進M-MDSCs擴增[25]。丙戊酸作為Ⅰ類HDACi，同樣可以誘導骨髓來源的前體細胞向M-MDSCs分化[26]。此外，丙戊酸亦可促進腫瘤誘導的M-MDSCs體外分化為樹突狀細胞和巨噬細胞[24]。Adeshakin等[26]研究顯示，丙戊酸抑制MDSCs的免疫抑制功能，可以增強抗程序性死亡受體1(programmed cell death 1,PD-1)抗體藥物介導的腫瘤免疫治療效果，該結果提示HDACi與免疫檢查點治療的聯(lián)合應用具有廣泛的前景。值得注意的是，研究提示丙戊酸激活MDSCs的干擾素調節(jié)因子(interferon regulatory factor,IRF)轉錄軸，IRF1/IRF8是MDSCs的負向調控轉錄因子，負向調節(jié)MDSCs免疫抑制功能。此外，在腫瘤微環(huán)境中，程序性死亡受體-配體1(programmed cell death-ligand 1,PD-L1)表達于腫瘤細胞介導免疫逃逸，而MDSCs可能是PD-L1的另一個主要來源[27]。研究提示丙戊酸可以直接影響MDSCs上PD-L1的表達，下調MDSCs免疫抑制功能，重新激活CD8+發(fā)揮抗腫瘤效應[26-27]。

3.2.2 Ⅱ類HDACs Ⅱ類HDACs包括HDAC4、5、6、7、9、10六個成員，可分為Ⅱa及Ⅱb兩個亞類，前者包括4、5、7、9，后者包括6、10[12-13]。最近有報道顯示[28]，M-MDSCs中有高水平的HDAC6表達，Ⅱ類HDACi利可司他可特異性抑制HDAC6進而下調M-MDSCs免疫抑制活性；且Ⅰ類HDACi恩提諾特抑制PMN-MDSCs免疫抑制活性；故利可司他與恩提諾特聯(lián)用可以有效地下調兩個群體MDSCs活性，延緩腫瘤生長。

3.2.3 Ⅲ類HDACs Ⅲ類HDACs即Sirtuins蛋白，包括SIRT1～7，它們共享一個高度保守的NAD+結合域，但具有不同的功能域與催化功能，在細胞中定位也不盡相同，如SIRT1、SIRT6、SIRT7通常定位于胞核，SIRT2通常位于細胞質中，SIRT3、4和5通常定位于線粒體[29]。NAD+依賴的SIRT 1在糖脂代謝的轉錄調控起著重要作用。SIRT1可以直接通過一些關鍵轉錄因子如核因子-κB(NF-κB)、缺氧誘導因子-1α(HIF-1α)的脫乙酰作用來調節(jié)免疫應答，也可以通過代謝途徑間接調節(jié)免疫應答[30]。

SIRT1是調節(jié)MDSCs的分化和功能的關鍵因子。在實體瘤中，極化的MDSCs呈現(xiàn)經典激活表型(M1)和替代激活表型(M2)[31]。SIRT1通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)-HIF-1ɑ-糖酵解途徑決定MDSCs的分化命運；SIRT1引導M2型MDSCs的分化過程，M2-MDSCs表現(xiàn)為增強的免疫抑制功能；相反，SIRT1缺失有利于MDSCs特異性轉變?yōu)镸1表型，M1-MDSCs表現(xiàn)為降低的免疫抑制功能，發(fā)揮促炎和抗腫瘤效應[31]。

3.2.4 Ⅳ類HDACs 第Ⅳ類HDACs指的是HDAC11。HDAC11是HDAC家族最小的成員，在中性粒細胞、MDSCs、樹突狀細胞、巨噬細胞和T細胞等免疫細胞中發(fā)揮促炎或抗炎作用[32]。HDAC11參與IMCs向MDSCs的分化過程，提示HDAC11在髓系生成及MDSCs擴增的重要性[33]。HDAC11是MDSCs的負向調節(jié)劑，負向調節(jié)IL-10基因轉錄[33]。荷瘤HDAC11基因敲除小鼠與荷瘤野生型小鼠相比，腫瘤生長增強；且荷瘤HDAC11基因敲除鼠來源的MDSCs表現(xiàn)出更高的免疫抑制活性[33]。

4 靶向MDSCs的免疫治療

MDSCs作為腫瘤微環(huán)境中的主要免疫抑制性細胞，有望成為關鍵的腫瘤免疫治療靶點。靶向MDSCs的免疫治療策略主要有如下幾種：使用全反式視黃醇促進MDSCs成熟；使用吉西他濱清除MDSCs；抑制MDSCs的分化與功能，這時轉錄因子則是很好的靶點[34-36]。比如酪氨酸激酶抑制劑舒尼替尼可抑制STAT3活化從而降低MDSCs數(shù)量[35]，高濃度奧美洛酮抑制NF-κB激酶亞基進而抑制MDSCs功能[36]。

MDSCs中存在多種乙?；讣叭ヒ阴；福渲幸阴；窹300以及去乙?；窰DAC2、SIRT1、HDAC11對MDSCs的分化及功能起著至關重要的作用。鑒于乙酰化修飾在MDSCs中重要的調控作用，HATs抑制劑及HDACs抑制劑為靶向MDSCs治療提供了新的方案。以MDSCs作為治療靶點，HDACs及HATs抑制劑通過調節(jié)腫瘤微環(huán)境中MDSCs發(fā)揮抗腫瘤作用，影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。HDACs及HATs抑制劑與傳統(tǒng)抗癌藥或者免疫檢查點治療聯(lián)用為癌癥治療提供新的思路。

5 總結與討論

MDSCs是腫瘤環(huán)境中主要的免疫抑制細胞群之一，在腫瘤位點及外周淋巴器官發(fā)揮免疫抑制作用，影響腫瘤發(fā)生發(fā)展，亦是腫瘤治療失敗的重要原因。MDSCs中存在多種HATs及HDACs，其中乙酰化酶P300以及去乙?；窰DAC2、SIRT1、HDAC11對MDSCs的分化及功能起著至關重要的作用。

值得注意的是，雖然HDACs及HATs均可以調節(jié)MDSCs分化與功能，但其調控機制及發(fā)揮作用的時相可能并不相同。目前研究顯示，HDACs及HATs在MDSCs中可以通過調節(jié)組蛋白乙?；绊慚DSCs的分化與功能。實際上，非組蛋白乙?；揎椚甾D錄因子乙酰化、酶乙?；⒓毎蜃邮荏w乙酰化參與各種生物學過程[13]。如通用控制非抑制蛋白5能夠調節(jié)CCAAT增強子結合蛋白α(CCAAT/enhancer binding protein α,C/EBPα)的K298與K302位賴氨酸乙?；?，抑制C/EBPα的DNA結合活性與轉錄激活活性，從而阻止未成熟的髓系祖細胞向成熟粒細胞的分化[37]。P300和Sirtuin1調節(jié)C/EBPε乙?；竭M而調控中性粒細胞終末分化和特異性顆粒的形成過程[22]。盡管通用控制非抑制蛋白5、P300、SIRT1在MDSCs中的調控作用尚不完全清楚，MDSCs中非組蛋白乙?；揎椫档眠M一步研究。