組蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶2在胰腺癌中作用機制及治療的研究進展

陳磊，何超，劉攀，付強，張宏偉，秦濤

鄭州大學(xué)人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 肝膽胰腺外科，河南 鄭州 450000

胰腺癌惡性程度高、預(yù)后差、診斷時即為晚期從而喪失手術(shù)機會，是目前癌癥致死的主要原因[1]。其發(fā)病率不斷上升，每年約以0.5%～1.0%的速度上升，預(yù)計到2030年將成為第二大癌癥死亡原因[2]。胰腺癌起病隱匿，臨床癥狀不典型，大多數(shù)患者就診時即為局部進展期（30%～35%）或遠處轉(zhuǎn)移（50%～55%），腫瘤手術(shù)切除率低，約占10%～15%，5年生存率僅為5.26%～10.00%[3]。在胰腺癌非手術(shù)治療方面，現(xiàn)有的化療效果欠佳，許多化療藥物并不具有潛在的生存獲益。目前針對胰腺癌的術(shù)前化療方案仍然是以吉西他濱為基礎(chǔ)、聯(lián)合白蛋白結(jié)合型紫杉醇方案最常用，術(shù)后化療方案推薦以吉西他濱或氟尿嘧啶類藥物（5-FU、卡培他濱或替吉奧）為基礎(chǔ)的治療，約20%～30%患者可獲得一定的生存獲益，但大多數(shù)患者因不可耐受藥物副作用或者對現(xiàn)有化療藥物不敏感導(dǎo)致其效果不佳[4]。因此，總體來說胰腺癌化療效果仍不樂觀。近些年在一些新的腫瘤學(xué)理念的推動下，胰腺癌的臨床診斷、治療也取得了不菲的成績[5]。對于不可切除性胰腺癌、放化療效果不明顯的患者來說，靶向治療為他們提供了一個新的希望。靶向治療作為潛在的治療方法，能夠特異的作用于相關(guān)位點，抑制腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，并且能特異性殺傷腫瘤細胞，且不良反應(yīng)小。目前，靶向治療在許多實體瘤的治療中取得了巨大的進步，胰腺癌治療靶點有抗腫瘤血管生成的靶向治療，針對KRAS基因、胰島素樣生長因子-1受體和腫瘤微環(huán)境的靶向治療等。但是眾多治療方案對于胰腺癌的治療效果仍難以令人滿意，因此，尋找更有效的胰腺癌治療靶點迫在眉睫。組蛋白和一些非組蛋白如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子、分子伴侶、細胞骨架蛋白、轉(zhuǎn)錄因子和激素等受體的乙?；癄顟B(tài)是控制翻譯后修飾的表觀遺傳學(xué)調(diào)控的關(guān)鍵機制之一[6]。組蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶2（histone deacetylase 2，HDAC2）屬于I類組蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶（HDACs），是腫瘤生長增殖和凋亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素，它在不同腫瘤中均扮演著重要的角色。本綜述歸納總結(jié)了HDAC2在胰腺癌中的作用機制和治療方面的最新研究進展以為后續(xù)相關(guān)研究提供參考。

1 HDACs的分類及HDAC2的生物學(xué)特性

HDACs能調(diào)控細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達，結(jié)合核心組蛋白乙?；瞧浔碛^轉(zhuǎn)錄調(diào)控的重要機制之一，組蛋白乙?；蓛深愊喾吹拿刚{(diào)節(jié)：組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HATs）和HDACs，其中HATs將乙?；Y(jié)構(gòu)從乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移到組蛋白和HDACs的特定賴氨酸殘基上，而HDACs的催化作用使其在組蛋白中建立正電荷。HDACs家族是由18個不同分類的HDACs所組成，按細胞定位、角色和結(jié)構(gòu)分為四個亞組：Ⅰ類包括HDAC 1、2、3和8（定位于細胞核）；Ⅱ類包括HDAC 4、5、6、7、9和10（定位于細胞核和細胞質(zhì)）；Ⅲ類包括sirtuins（1-7）；Ⅳ類包括HDAC 11。

HDAC2 屬于Ⅰ類HDACs的一種，它能夠調(diào)節(jié)細胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)以及基因的表達[7]。HDAC2也是蛋白質(zhì)修飾劑，不僅可調(diào)控細胞生長增殖，而且還能通過翻譯后修飾來參與調(diào)控細胞的磷酸化、乙酰化、泛素化、亞硝基化和羰基化等多種修飾功能[6]；它還具有多種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點，且這些轉(zhuǎn)錄因子大多與細胞的生長發(fā)育有關(guān)，如Apl（active protein 1）結(jié)合位點，可與Jun、Jun B和Fos結(jié)合，進而調(diào)控細胞的增殖。此外，HDAC2 處于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的下游，可在染色體翻譯修飾后對轉(zhuǎn)錄過程進行快速調(diào)節(jié)；也有相關(guān)文獻表明HDAC2 與蛋白之間的相互作用很有可能是通過磷酸化方式進行調(diào)控的，HDAC2的磷酸化狀態(tài)與細胞周期相關(guān)：HDAC2磷酸化的增加可能介導(dǎo)著有絲分裂過程中的轉(zhuǎn)錄靜止或染色體濃縮，這提示HDAC2有可能在維持代謝平衡、調(diào)控細胞周期和腫瘤形成的過程中發(fā)揮重要作用[8]。

2 HDAC2的促腫瘤作用及其機制

HDAC2位于異染色質(zhì)、核和復(fù)制叉，可啟動多種功能如DNA結(jié)合活性、Krueppel相關(guān)框域綁定活動和轉(zhuǎn)錄輔阻遏物結(jié)合活性；參與多個生物過程，包括動物器官發(fā)育、組蛋白去乙?；突虮磉_調(diào)控等；在人體消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等均有表達，是生長發(fā)育至關(guān)重要的蛋白之一[9]。HDAC2與HDAC1有較高的同源性，并且兩者都參與組蛋白去乙酰化、染色質(zhì)重塑和轉(zhuǎn)錄抑制等功能，兩種蛋白質(zhì)在多種復(fù)合物中常常共存而發(fā)揮作用，如：核小體重塑和去乙?；瘡?fù)合體（NuRD）、MeCP1以及mSin3A輔助抑制因子復(fù)合體等[10]。

在過去的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)HDAC2在乳腺癌、胃癌、大腸癌等多種惡性腫瘤中表達失調(diào)。如在APC突變小鼠的大腸癌，HDAC2 與大腸癌的轉(zhuǎn)移有著密不可分的關(guān)系，用HDAC2 特異性抑制劑治療可以成為治療大腸癌的有效策略之一[11-13]。在肝癌中，HDAC2可通過誘導(dǎo)P16、P21以及細胞周期蛋白D1、CDK4和CDK2的表達從而影響細胞周期進程[14]。在晚期胃癌中，HDAC2與癌細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[15]。在乳腺癌中，HDAC2可增強抗雌激素藥物他莫昔芬的抗腫瘤作用以及通過PD-L1調(diào)控乳腺癌的發(fā)生發(fā)展和腫瘤免疫等特性，同時HDAC2還能導(dǎo)致乳腺癌細胞代謝異常進而促進乳腺癌的進展和耐藥性[16-18]。HDAC2也是黑色素瘤的一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)蛋白，抑制HDAC2可增加POU-Ⅳ類神經(jīng)轉(zhuǎn)錄因子POU4F1的表達進而參與調(diào)節(jié)黑色素瘤的腫瘤特性[19]。在口腔鱗狀細胞癌中，HDAC2表達失調(diào)與口腔鱗狀細胞癌的細胞凋亡和腫瘤進展密不可分[20-22]。在其他腫瘤的作用機制研究亦取得巨大進展[23-26]，如在前列腺癌中，HDAC2是β-腎上腺素信號通路上誘導(dǎo)血管生成和腫瘤生長的下游介質(zhì)，其通過從組蛋白底物中去除乙?；鶃硪种苹虮磉_，從而促進前列腺腫瘤的發(fā)生發(fā)展[27-30]。在膠質(zhì)母細胞瘤中，HDAC2通過作用于葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT3進而參與細胞的糖代謝和增殖的過程證明HDAC2 在膠質(zhì)母細胞瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著關(guān)鍵作用[31]。在胰腺癌中，HDAC2與胰腺癌的侵襲、遷移、凋亡等腫瘤特性改變以及細胞耐藥性均有密切關(guān)系[32-34]。

3 HDAC2在胰腺癌中的作用及其機制

胰腺癌是最致命的惡性腫瘤之一，預(yù)后極差。在胰腺癌治療方面，人們對于探索新的特異性基因靶點有著強烈的渴望。HDAC2 是胰腺癌和其他實體腫瘤中常見的去乙?；?，在胰腺癌中，HDAC2在細胞周期、DNA合成、DNA修復(fù)和基因表達調(diào)控等方面的作用已經(jīng)有大量的文獻證明，而且在胰腺癌細胞中激活HDAC2 通路可能導(dǎo)致腫瘤細胞耐藥[35-38]。HDAC2的低表達也會抑制惡性腫瘤細胞生長，促進腫瘤細胞凋亡，HDAC1/2的雙重缺失最常見的一個基本功能是產(chǎn)生阻滯效應(yīng)，其作用是使得阻斷HDAC2活性的HDAC2抑制劑具有更強大的細胞毒性和潛在的抗癌活性[9]。有研究發(fā)現(xiàn)在胰腺癌中，HDAC2高表達時，若P53基因發(fā)生突變，突變的P53基因失去了原來的抑癌作用；反之，可發(fā)揮促腫瘤作用。Stojanovic等[39]證明HDAC2、HDAC1和MYC基因的協(xié)同作用可發(fā)揮調(diào)控以及維持突變體P53基因表達的功能，并且在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)HDAC2活性閾值可能會決定腫瘤類型的發(fā)育和分化過程；同時，他們還發(fā)現(xiàn)HDAC2在活性基因轉(zhuǎn)錄起始點的表達均與RNA聚合酶Ⅱ和乙酰化組蛋白的結(jié)合相關(guān)，HDAC2參與轉(zhuǎn)錄周期組蛋白修飾，從而進一步促進腫瘤的發(fā)生。HDAC2一方面可通過形成鋅指轉(zhuǎn)錄抑制因子（SNAIL）/HDAC1/HDAC2復(fù)合物抑制E-鈣黏蛋白的表達來促進胰腺癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，另一方面也可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子β（TGFβ）參與胰腺癌的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過程[32，40]。在小鼠胰腺癌細胞系中也證明HDAC2 可調(diào)控受體酪氨酸激酶（RTK）網(wǎng)絡(luò)，包括PDGFRa、PDGFRb和EGFR等與胰腺癌的EMT以及轉(zhuǎn)移有關(guān)[32]。因此，HDAC2 在胰腺癌中的多種調(diào)控作用，有望讓HDAC2成為治療胰腺癌的新靶點。

組蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶抑制劑（HDACi）是針對表觀遺傳調(diào)控的先進抗癌藥物之一，在正常細胞中，組蛋白乙酰化反應(yīng)受到HATs與HDACs的精確控制，癌基因的高度乙酰化或抑癌基因的低乙?；诎┘毎休^常見，HDACi乙酰化賴氨酸殘基組蛋白使其N端尾放松組蛋白并與DNA結(jié)合，從而誘導(dǎo)與腫瘤分化和抑制等有關(guān)基因的表達[9]。因此，利用HDACi可以重新激活沉默表觀基因的表達的特點，可將其用于胰腺癌的治療，為未來胰腺癌的靶向治療提供了新方向。

HDAC2 基因敲除和小分子抑制劑研究的一個共同點是使細胞增殖減弱，通過小分子抑制劑阻斷HDAC2的活性，使其成為潛在的藥物靶點，這是未來研究的方向之一[9]。到目前為止，至少已經(jīng)開發(fā)出六種不同結(jié)構(gòu)的HDACi，包括短鏈脂肪酸、羥肟酸、環(huán)肽、苯甲酰胺、親電酮和雜化分子，這些抑制劑在廣泛的腫瘤細胞中誘導(dǎo)細胞生長停滯和凋亡[35-38]。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)HDAC2 的特異性耗竭現(xiàn)象使胰腺癌細胞對腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）誘導(dǎo)的凋亡更加敏感，這表明HDAC2參與TRAIL誘導(dǎo)的細胞凋亡的調(diào)控，同時，令人興奮的是近些年開發(fā)的HDAC2同工酶特異性抑制劑，可能具有更強的抑制能力和更低的毒性[9]。

4 針對HDAC2靶點藥物的開發(fā)及展望

胰腺癌早期臨床癥狀不明顯，發(fā)現(xiàn)時往往已是晚期，失去根治性手術(shù)切除的機會。目前晚期胰腺癌患者的治療方案仍然是以吉西他濱為基礎(chǔ)的化療方案，但對吉西他濱的耐藥使癌癥患者的整體生存率仍不樂觀[41]。HDAC抑制劑的抗增殖作用是眾所周知的，并已在與癌癥有關(guān)的環(huán)境中得到證實[42-43]。然而，值得注意的是，現(xiàn)在臨床使用的HDACi——亞氧基苯胺羥肟酸、丙戊酸等均是廣泛的抑制劑，阻斷了所有Zn2+依賴的HDACs（HDAC1～11）的活性；一些來自小鼠模型和細胞系的數(shù)據(jù)表明，僅抑制HDAC2和HDAC1就會產(chǎn)生同樣的抗增殖作用，并且作為一種更有針對性的治療方法，它會大大減少副作用的產(chǎn)生，靶向HDAC2的RNAi基因敲除和小分子抑制劑（如MS-275）均隨著凋亡水平的增加而抑制癌細胞的生長[29]。人腫瘤中HDACs活性的增強導(dǎo)致核仁內(nèi)構(gòu)象的改變，從而抑制分化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[39]。重要的是，HDACi已被證明能誘導(dǎo)正常和反式細胞周期的停止，激活細胞凋亡的外在和內(nèi)在途徑[39]。在體外和體內(nèi)的數(shù)據(jù)以及正在進行的臨床試驗都表明，高質(zhì)量的HDACi可以用來治療不同的實體腫瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤，也是目前最有研究前景的新型抗癌藥物之一[44-46]。在胰腺癌中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)HDAC2與腫瘤的凋亡關(guān)系極大，HDAC2的特異性缺失使胰腺癌細胞對腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體更敏感，為胰腺癌的治療提供了一種新的策略[47]。某些HDACi不僅能通過抑制腫瘤細胞的生長促進其凋亡而起到抗腫瘤的作用，而且還可以增強化療藥物吉西他濱的抗腫瘤作用[35]。如新型HDACi——CG200745 在胰腺癌細胞系中顯示出顯著的抗腫瘤作用，促進腫瘤細胞凋亡并協(xié)同吉西他濱和厄洛替尼共同起到抗腫瘤作用，該新型抑制劑與標(biāo)準(zhǔn)的基于吉西他濱的化學(xué)療法相結(jié)合，可作為未來有望成功的聯(lián)合療法之一[29]。HDACi使癌細胞對TRAIL和TRAIL受體的上調(diào)或抗凋亡B淋巴細胞瘤-2基因（bcl-2）家族成員的下調(diào)等多種機制提供了一種克服胰腺癌細胞TRAIL抵抗的方法，這是在臨床上成功進行TRAIL靶向治療的先決條件[9]。相信在不久的將來，HDACi以及多藥聯(lián)合的化療方案的應(yīng)用，定會給胰腺癌患者帶來巨大的福音。