组蛋白脱乙酰化酶抑制剂抗心脏纤维化作用及免疫机制

         【摘要】 可逆性组蛋白乙酰化在调节心肌纤维化过程中具有核心作用，而组蛋白乙酰基转移酶( HATs)和组蛋白脱乙酰化酶(HDACs)是决定组蛋白乙酰化程度的两种主要酶。组蛋白脱乙酰酶抑制剂( HDACls)具有抗纤维化作用，可减少心脏细胞凋亡、肥大以及心室纤维化，其抗心脏纤维化作用与其对心脏成纤维细胞、肾素一血管紧张素一醛固酮系统及其免疫机制密切相关。不久的未来，HDAC抑制剂 可能作为一种新型的治疗心衰的药物。

         【关键词】组蛋白脱乙酰化酶；组蛋白脱乙酰化酶抑制剂：心脏纤维化 
         组蛋白去乙酰化酶抑制剂( histone deacetvlases inhibitors．HDACIs)可以在转录水平调控基因表达，通过诱导蛋白过乙酰化使染色体重建、细胞周期停滞，还能够诱导细胞分化和凋亡以及调节转录因子活化和抑制等。

l 组蛋白脱乙酰化与组蛋白脱乙酰化酶组蛋白存在多种共价修饰方式，其中乙酰化修饰是基因转录调控的重要机制，组蛋白的乙酰化和脱乙酰化在调节基因表达方面起着重要作用 组蛋白乙酰基转移酶( histone ac-etvlt ransf'erases．HATs)和 组蛋白脱乙酰化酶( histone deacetylases inhibitors， HDACs)是决定组蛋白乙酰化程度的两种主要酶。组蛋白乙酰化与基因诱导有关，但是，通过HDACs使组蛋白脱乙酰化与基因表达缺失或基因沉默以及活化有关。HDACs使脱乙酰化后带Ⅱ： 电的组蛋白与带负电的DNA紧密结合，染色质呈致密卷曲的阻抑结构，从而抑制基因转录。 哺乳类动物的HDAC包含了18种不同类型．每种都由不同的基因编码，其中I型(1，2.3.8)．Ⅱ型(4，5，6，7，9，10)，III型，IV型(HDACII)．IV型 HDAC是依赖锌的酶。，这种HDAC区别于Ⅲ型 HDAC，后者需要烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinam-ide adenine dinucleotide，NAD)作为活性催化剂。尽管多种脱乙酰化酶可调节心脏纤维化，但目前研究更关注于依赖锌的HDAC，冈为这些酶是小分子抑 制剂的对象，这些小分子抑制剂可阻止心脏纤维化HDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC7、HDAC11在心脏 组织中高表达，HDAC5表达异常还可引起心肌肥大以及心脏异位M1。基因缺失和过度表达是这些酶抑制心血管重塑病理过程（包括肥大、凋亡、坏死、 收缩和纤维化）的主要机制。

         2 HDACIS及其免疫调控作用
         在正常生理状态下，H4Ts和HDACs对组蛋 白乙酰化作用的调控处于平衡状态，而细胞在发 生转化的状态下，HDACs的活性明显增强，使得原 有的基因表达平衡状态被打破，导致一些影响细胞增殖和调控细胞周期的分子表达失衡，进而导致细胞恶变：HDACls通过抑制HDACs而改变染色质结构二在转录水平进行基因表达调控，由于 组蛋白脱乙酰化酶抑制剂( HDACls)具有诱导细 胞凋亡、分化、抑制增殖的作用，目前在肿瘤领域进行较多研究。 除了抗肿瘤作用，HDACIs还显示出免疫调节活性，体外实验表明，HDACIs可抑制T淋巴细胞的 活化、增殖及分泌细胞因子。此外，体内和体外的研究数据都表明，HDAC抑制剂对炎症有重要影响，且HDAC抑制剂的抗炎作用似乎依赖于它对炎性 介质产物NO和细胞因子的降低，更重要的是通过对NF-KB的抑制实现的。NF-KB是促炎症基因表 达的枢纽之一，可诱导细胞因子、趋化因子、黏附分子、基质金属蛋白酶( MMP)、环氧化酶2(COX2)和 一氧化氮合酶(iNOS)的表达。

         3 HDACs的抗心脏纤维化作用 HDACls可阻止不同器官对各种刺激的应激反 应所导致的纤维化。早对盘状的完全依赖锌的 HDAC抑制剂(TSA)进行的研究表明，HDAc：抑制 剂不仅可减轻同质性间质纤维化的超负荷压／J，而 且可逆转前部心房纤维化以及心率不齐二HI)ACls通过很多分子机制阻止心脏纤维化，包括抑制心脏纤维化细胞增殖和／或移动，基因感应抑制成纤维细 胞产生细胞外基质，抑制纤维化前炎症诱因和阻塞内皮至间叶细胞的转变( endothelial-to-mesenchvmaltransition，Endo-MT)等7。此外，HDAC抑制剂可阻 止能产生胶原纤维的前单核细胞转变为成熟纤维 细胞。 内皮细胞转变为间叶细胞(endothelial-to-mes-enchymal transition，Endo-MT)是血管内皮细胞到可 产生基质的成熟间质细胞的病理分化过程。在成熟心脏对压力的反应中，这一过程可促使心脏成纤维细胞的数量增多=心脏的内皮细胞转变为间叶细胞( Endo-MT)是由转录增长因子p所激发的，被骨骼蛋白-7(bone morphogenic protein-7，BMP-7)抑制，且
BMP-7可阻止心脏纤维化K：HDAC抑制剂的抗癌作用可抑制与此相关的过程——上皮细胞向间充质 细胞转化( epithelial-to-rnesenchymal transition， EMT)，这一过程是HDAC抑制剂抗纤维化的一个 机制，因此未来的研究可能更关注HDAC抑制剂变Endo-MT过程这一方面。

         4 HDACls在免疫方面与心脏成纤维细胞的相互作用
         HDACls很可能对心脏成纤维细胞产生直接影响。在培养的大鼠心室成纤维细胞中，TSA阻止胶 原综合体调节性质的TGF-B感应‘9。。然而，HDACs抑制剂不会影响T(;F-p的磷酸化或SMAD的细胞 核移位的转录因子，此因子可控制胶原表达，但不抑 制其他影响胶原综合体的信号调节分子(例如EPK、AKT、PI3K)HDACls的抗炎作用也是抗纤维化的一个机制。炎症因子激活心脏成纤维细胞可产生细胞外基 质一“。HI)ACls通过以下机制对炎性细胞因子表达 起抑制作用：①可以抑制IKBo/的降解；②可以使PlOO发生酶解形成P52，并增加P52的乙酰化程 度，乙酰化的P52与P65结合降低了P65与DNA的 结合，从而降低NF'-KB的转录活性；③降低炎性细胞因子mRNA的稳定性。 HDACs对心脏纤维化发展调节因子有重要作用。用丙戊酸（弱性的HDAC抑制剂）对自发性高血压大鼠治疗20周，可减少左心窒炎症细胞因子11-1 p和TNF-a的表达。IL-I和TNF-a不仅可抑制 心脏纤维化，还可提高心脏功能。在高血压大鼠心肌病的盐去氧皮质酮盐酸模型中，HDA Cls可减少 血浆因子水平。用SAHA（HDAC I型和HDACⅡb型抑制剂）治疗这种大鼠4周，可在很大程度上 降低IL-1β、IL-6和TNF-a等多种炎症因子水平，并 且可减少心脏肥大和抑制心室间质纤维化的发生11一。 HDACI抑制剂和血清淀粉P-样都可有效地阻止成纤维细胞分化。血清淀粉P是Fcr受体拮抗物，在特发性肺纤维化方面有重要作用。许多受体 拮抗物相关的实验证明_J，刺激成纤维细胞分化的物 质包括T（Wp、FTI .11广4和T『，-13。3，近研究发现 EPKl/2对成纤维细胞分化．游凋控有关键作用。 在与成纤维细胞分化相关的一系列因素中也涉及Rho激活酶、p38激活酶和STAT翻译。研究证明，HDACI抑制剂选择性地阻止有活性的EPK1／2 的作用。但在成纤维细胞中，通过HDACI型抑制剂阻止ERK活性的分子机制目前仍不十分清楚 有 研究证实，在心肌细胞巾，HDACC抑制剂通过抑制一个特定的FRK磷酸酶（称为DUSP5）的表达来抑制 ERK信号，该发现是基T：HDA Csl型是心脏纤维化 的关键调节者，可促进心脏成纤维细胞活动、控制来自骨髓的成纤维细胞分化，而且有双重促纤维化 功能。 众所周知，心脏成纤维细胞是纤维化过程中细胞外基质(extracellular mat“x，FM(：)的主要产生 者。目前的研究揭示了来自骨髓的成纤维细胞的一． 个重要作用，即此类细胞同时具备单核细胞和纤维细胞的特征，可以适应问叶细胞型，有助于对压力反 应中组织重塑。有实验研究已证明，与年龄有关的心脏纤维化程度足和心脏舒张功能以及血管间质细胞积累程度保持·致 还有·些针对啮齿类的研究 证明，成纤维细胞和血管紧张素Ⅱ( AngⅡ)在调节 局部缺血导致的心脏纤维化中有重要作用
         5 HDACls通过肾素-血管紧张素，醛固酮系统抗 纤维化 选择性HDACls可有效地阻i卜肾素m管紧张 素Ⅱ所致纤维化作用，这主要足通过抑制心脏成 纤维细胞增殖而实现的。在红细胞的细胞删期的CJO/Gl阶段，选择性的}{I）A（m小分f-抑制剂 IVIGCD0103，通过抑制红细胞增殖来抑制新，fi以及成熟的心脏成纤维细胞，．细胞增殖与CDKS和 F2F目标基因下游表达所需的激活物相关，这个 目标基因驱动细胞有丝分裂G1期到S期的翻译在心脏成纤维细胞中，HDACLs并没有激活p21表 达。相反地，对其他六个内生细胞周期蛋白(cyrlindepcndent kinase，CDK)抑制剂表达的研究表明HDAC I抑制剂可选择性上调p15和 P57 。

         这些结果表明，在心脏一个由HDAC1激活心脏纤维化可能分子机制是在肌成纤维细胞埘 心脏压力的反应中，HFDAC I通过抑制心脏成纤维 细胞抗增殖基因表达来使可产生细胞外基质 (EMC)的细胞增殖 近，对白细胞的研究主要关注于阐明HDAC抑制剂细胞渗透物在hgⅡ信号对心脏慢性反应中的作用 有趣地是在心脏中. HI) AC抑制剂并没有减少调节性AngⅡ白细胞渗透物 fIl是，在心脏纤维细胞数目l，选择性HDAC I抑制物小仪完全阻止了调节性AngⅡ的增多，也可以减少纤维细咆的 循环水平。 成纤维细胞是由共同表达的CD34（来源于细 胞标记物）、CD45（造血细胞标记物）、单核细胞标记物f如Cl)II)、胶原或α平滑肌动蛋白（间叶细胞 标记物）等来定义的。成纤维细胞凋节性HDAC抑制剂似乎并未因阻止对心脏的补充而抑制。单核 成纤维细胞的前体细胞在Jfj AngⅡ治疗的鼠心脏中是相当丰富的。

         6结语
         HDACIS抑制剂在心脏成纤维细胞中通过基因以及免疫调节作为潜在的治疗心脏纤维化的靶对 象，HDACIS抑制心肌纤维化预防及治疗心脏疾 病 不久的将来，HDAC抑制剂可作为一个现实且可实现的心脏纤维化的治疗选择。