胡婷婷, 樸光宇, 金艷花

（延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教研室, 吉林 延吉 133002）

組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs）是一種蛋白酶，是維持染色體的基本組成單位核小體中組蛋白乙?；胶獾年P(guān)鍵酶類之一。正常狀態(tài)下，核內(nèi)組蛋白乙?；c去乙酰化處于動(dòng)態(tài)平衡，組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（histone acetyltransferase，HAT） 作用于組蛋白賴氨酸殘基使其發(fā)生乙?；?，誘導(dǎo)染色質(zhì)構(gòu)型開(kāi)放并促進(jìn)轉(zhuǎn)錄激活。HDACs 是鋅離子（zinc ion，Zn2+）或煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 （nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）依賴性蛋白酶，通過(guò)去除組蛋白賴氨酸乙酰化?-氨基的乙酸酯基團(tuán)進(jìn)而抑制轉(zhuǎn)錄和染色質(zhì)凝集，對(duì)染色體的結(jié)構(gòu)修飾和基因表達(dá)起調(diào)控作用；后者控制染色質(zhì)各區(qū)域核心組蛋白的去乙酰化程度，一旦失衡可導(dǎo)致細(xì)胞周期與細(xì)胞代謝異常而誘發(fā)腫瘤［1］。

近年來(lái)，研究［2］顯示：組蛋白去乙?；漠惓⒏蓴_細(xì)胞生物學(xué)功能，進(jìn)而導(dǎo)致多種病理狀態(tài)，甚至是腫瘤的發(fā)生發(fā)展。作為組蛋白去乙酰化成員之一，HDACs 家族中的組蛋白去乙酰化酶8（histone deacetylase 8，HDAC8） 最初被發(fā)現(xiàn)于神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中，因其在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)中所具有的潛在效應(yīng)，后期研究［2］發(fā)現(xiàn)：HDAC8 還參與體內(nèi)多種關(guān)鍵信號(hào)通路，從而備受研究人員關(guān)注。目前，HDAC8 已成為多種疾病潛在的治療靶點(diǎn)，同時(shí)，HDAC8 也是表觀遺傳基因沉默的新藥物樣分子的有效靶標(biāo)。此外，HDAC8 還與寄生蟲(chóng)感染和甲型流感病毒感染等疾病有關(guān)。鑒于目前國(guó)內(nèi)關(guān)于HDAC8 與腫瘤關(guān)系的報(bào)道較少，本文作者主要將對(duì)HDAC8 的結(jié)構(gòu)以及其在腫瘤進(jìn)展中的作用進(jìn)行歸納總結(jié)，旨在更深入地了解HDAC8 的功能，并為相關(guān)腫瘤的治療提供一定參考。

1 HDAC8 的結(jié)構(gòu)

1.1 HDAC8 催化機(jī)制

HDACs 也稱為賴氨酸去乙酰酶（lysine deacetylases，KDACs）。HDACs 分為Ⅰ類（Zn2+依 賴性，HDAC1、2 和8）、Ⅱ類（HDAC4、5、6、7、9 和10）、Ⅲ類（NAD+依賴性酶，sirtuins）和Ⅳ類（HDAC11）。HDAC8 是Ⅰ類HDACs，即Zn2+依賴性HDACs，其主要分布于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中，通常誘導(dǎo)組蛋白去乙?；⒁种苹蜣D(zhuǎn)錄。HDAC8 的相對(duì)分子質(zhì)量為42 000，包含377 個(gè)氨基酸，因其結(jié)構(gòu)獨(dú)特和功能性專一，很容易被識(shí)別。人類HDAC8 的X 鏈結(jié)構(gòu)及其輔助因子的獨(dú)立性不同于該類HDACs 其他亞型，也不含有碳末端蛋白結(jié)合域，使其具有高度活化性［3-4］。2004 年，SOMOZA 等［5］對(duì)HDAC8 結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，揭示了HDACs 的催化機(jī)制。HDAC8 催化乙酰-L-賴氨酸水解生成賴氨酸和乙酸酯，其機(jī)制為親核水分子被組氨酸和具有催化性金屬離子（Zn2+或Fe2+） 激活，乙酰賴氨酸活化還需要金屬配位與催化酪氨酸Y306 形成氫鍵，起到維持過(guò)渡狀態(tài)的穩(wěn)定性。H142 和H143 是HDAC8 催化反應(yīng)所需的一對(duì)酸堿催化劑，H142 通常被用作堿性催化劑，使金屬結(jié)合蛋白的水分子發(fā)生去質(zhì)子化，底物的羰基氧與Zn2+的相互作用導(dǎo)致羰基鍵的極化增強(qiáng)，易受到親核攻擊而形成四面中間體。H143 通常被用作酸催化劑，使氨基離子基團(tuán)發(fā)生去質(zhì)子化，從而促進(jìn)四面中間體的分解形成賴氨酸和乙酸鹽［6-9］。

金屬結(jié)合的水分子被組氨酸去質(zhì)子化后與乙?；?L-賴氨酸的羰基功能相互作用而形成四面的中間體。為了使四面體中間體折疊，另一個(gè)組氨酸殘基質(zhì)子化與乙?；?L-賴氨酸的氨基-去離子基團(tuán)相互作用，最終形成賴氨酸和醋酸鹽的結(jié)構(gòu)［10］。PORTER 等［8］發(fā) 現(xiàn) 富 含 甘 氨 酸 環(huán)G302GGGY 對(duì)HDAC8 活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要作用。分子動(dòng)力學(xué)（molecular dynamics，MD）模擬研究表明：在G302GGGY 環(huán)上甘氨酸殘基具有靈活性，G304 和G305 尤為明顯，可導(dǎo)致Y306 構(gòu)象在“in”和“out”構(gòu)象之間相互轉(zhuǎn)變，HDAC8 抑制劑可調(diào)節(jié)Y306 構(gòu)象的轉(zhuǎn)變。當(dāng)含有大體積（芳基）連接物的抑制劑與酶結(jié)合時(shí)，F(xiàn)152 旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離M274，從而打開(kāi)一個(gè)獨(dú)特的HDAC8 亞型［11］。

1.2 HDAC8 的特異性

人HDAC8 是一種X 連接蛋白，其活性可以不依賴于任何共軛復(fù)合物。Ⅰ類HDACs 中，HDAC8雖不含有碳（C）原子末端蛋白質(zhì)結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，但在最接近酶活性位點(diǎn)的L1 環(huán)構(gòu)象變化下的特異性基質(zhì)仍具有明顯的靈活性［5］。MAREK 等［12］發(fā)現(xiàn)HDAC8 選擇性抑制劑屬于L 型結(jié)構(gòu)，這個(gè)L 型結(jié)構(gòu)需要依附于HDAC8 特有的口袋（區(qū)域），這個(gè)口袋是在HDAC8 的催化下， 由酪氨酸與HDAC8 的L1 和L6 環(huán)形成的。蛋白質(zhì)工程通過(guò)對(duì)HDAC8 特異性口袋的屏蔽作用從而降低HDAC8選擇性抑制劑的效力，并影響其催化活性；HDAC8的大小和組成也與其他Ⅰ類HDAC 不同，其N 端L1 環(huán)在活性位點(diǎn)的一側(cè)形成較大部分并延伸到蛋白質(zhì)表面［13］；HDAC8 酶與非組蛋白黏附素、核受體以及皮質(zhì)激素均有聯(lián)系，其參與控制微管完整性、染色單體分離、肌肉收縮以及能量穩(wěn)態(tài)等過(guò)程［14］；LEE 等［15］發(fā)現(xiàn)：HDAC8 磷酸化的主要位點(diǎn)位于N 末端的Ser39，其在體內(nèi)和體外均可被蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）磷酸化。PKA對(duì)HDAC8 的磷酸化會(huì)抑制其去乙?；富钚?，從而導(dǎo)致組蛋白H3 和H4 的過(guò)度乙酰化，表明在組蛋白的整體乙酰化狀態(tài)下，PKA 介導(dǎo)HDAC8 的磷酸化具有重要作用。因此，PKA 介導(dǎo)的cAMP 信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)HDAC8 的酶活性，從而改變組蛋白乙酰化和去乙?；钠胶?。同時(shí)，也揭示了Ⅰ類HDACs 調(diào)節(jié)的新機(jī)制。

催化結(jié)構(gòu)域中存在7 個(gè)環(huán)，而Zn2+存在于L7環(huán)和L4 環(huán)中，用Fe2+取代HDAC8 的Zn2+可使HDAC8 活性增強(qiáng)，表明其在體內(nèi)可作為亞鐵酶發(fā)揮作用［13］。SOMOZA 等［5］發(fā)現(xiàn)：HDAC8 活性位點(diǎn)由長(zhǎng)而窄的隧道組成，其中壁是由F152、F208、H180、G151、M274 和Y306 組成，本質(zhì)上是疏水性的，HDAC8 疏水通道末端的Zn2+可與D178 和D267 的羧酸鹽氧原子以及H180 的雜環(huán)氮原子結(jié)合。根據(jù)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)（Protein Database，PDB）HDAC8 的晶體結(jié)構(gòu)，異羥肟酸與人HDAC8 晶體的活性位點(diǎn)結(jié)合，可觀察到該化合物的異羥肟酸基團(tuán)與HDAC8 催化Zn2+形成紅車軸草素，而苯基帽部分已經(jīng)嵌入HDAC8 中。H142 和H143 以及苯丙氨酸形成賴氨酸結(jié)合通道壁，同時(shí)Y306 和D178 與異羥肟酸的Zn2+螯合部分（ZBG）也相互作用［13］。因此，從HDAC8 結(jié)構(gòu)方面研究抑制劑是一個(gè)突破點(diǎn)，仍需進(jìn)一步深入研究。

2 HDAC8 在腫瘤和相關(guān)疾病中的作用

2.1 HDAC8 與腫瘤

HDAC8 與多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)聯(lián)，尤其是腫瘤，如胃癌、結(jié)腸癌、肺癌和乳腺癌等［16］。因此，探究HDAC8 與腫瘤形成的關(guān)系仍是一研究熱點(diǎn)。HDAC8 在相關(guān)疾病中的作用及作用機(jī)制研究也取得了進(jìn)展，為多種疾病的治療提供了一個(gè)潛在的靶點(diǎn)。

2.1.1 HDAC8 與胃癌 胃癌是世界上最常見(jiàn)的癌癥類型之一，也是導(dǎo)致癌癥死亡的主要癌癥之一。HDAC8 在胃癌細(xì)胞和臨床樣本中的表達(dá)量明顯高于正常細(xì)胞，SONG 等［17］通過(guò)對(duì)HDAC8 的干擾RNA（siRNA）進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：HDAC8 可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的凋亡，并引起細(xì)胞周期停滯。相反，HDAC8 的過(guò)表達(dá)可促進(jìn)癌細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡，提出HDAC8 可在胃癌的發(fā)展中起致癌基因的作用。WANG 等［18］發(fā)現(xiàn)HDAC8 是miR-216b 的作用靶點(diǎn)，后者可抑制AGS 細(xì)胞系的增殖并誘導(dǎo)其G0/G1細(xì)胞周期阻滯。通過(guò)與HDAC8 的靶信使RNA （mRNA） 3'端的非翻譯區(qū)（UTR） 的互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)而在轉(zhuǎn)錄后水平上對(duì)HDAC8 的表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控，導(dǎo)致其mRNA 的降解或翻譯抑制。同時(shí)，HDAC8 在胃癌臨床樣本中的表達(dá)與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其高表達(dá)可提示胃癌患者不良的臨床預(yù)后。因此，臨床上可聯(lián)合微小RNA（micro RNAs，miRNAs）與HDAC8 抑制劑以期在胃癌治療上起到良好效果。

2.1.2 HDAC8 與肺癌 肺癌是一種常見(jiàn)的惡性腫瘤，在男性腫瘤中其致死率極高［19］。研究［20］顯示：HDAC8 可調(diào)控SOX2 的表達(dá)，氧化應(yīng)激通過(guò)抑制HDAC8 的表達(dá)，促進(jìn)HOXA5 啟動(dòng)子區(qū)域組蛋白H3 的乙酰化，進(jìn)一步誘導(dǎo)SOX2 和HOXA5的轉(zhuǎn)錄并抑制TP53 的轉(zhuǎn)錄，并驗(yàn)證肺癌細(xì)胞的可塑性，為了解、控制可塑性的分子機(jī)制從而實(shí)現(xiàn)CSC/CMC 靶向治療提供夯實(shí)基礎(chǔ)。除此之外，HDAC8 還參與糖原代謝，葡萄糖磷酸變位酶（phosphoglucomutase-1，PGM1） 在糖酵解過(guò)程中發(fā)揮重要作用，在肺癌患者體內(nèi)水平明顯偏高，一磷酸腺苷激活的蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase， AMPK）

可誘導(dǎo)HDAC8 磷酸化來(lái)刺激PGM1 表達(dá)，進(jìn)而使細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2 （extracellular singal reglated kinase 1/2，ERK1/2） 參與介導(dǎo)的葡萄糖代謝的代謝酶的異常表達(dá)，促進(jìn)肺癌細(xì)胞在低葡萄糖下的存活。提示HDAC8 可依賴SOX2 或AMPK而參與肺癌的發(fā)展［21］，三者之間是否有關(guān)聯(lián)尚需進(jìn)一步研究。

2.1.3 HDAC8 與肝癌 肝癌是全球癌癥相關(guān)死亡的第二位常見(jiàn)原因，其是為數(shù)不多的發(fā)病率和死亡率持續(xù)增長(zhǎng)的腫瘤之一［19］。研 究［22］表 明：HDAC8 在肝癌細(xì)胞中的表達(dá)量明顯高于正常肝細(xì)胞以及其非腫瘤組織，下調(diào)HDAC8 可明顯抑制肝癌細(xì)胞的增殖并提高癌細(xì)胞凋亡率，提示HDAC8可能成為肝癌細(xì)胞的一個(gè)潛在治療靶點(diǎn)。ZHU等［23］研究顯示：在肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌 （intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC） 患者中，HDAC8 低表達(dá)可促進(jìn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，并與患者預(yù)后較差有密切關(guān)聯(lián)，但HDAC8 在ICC 癌變中的分子作用機(jī)制仍有待研究。在原發(fā)性肝癌中，其早期表現(xiàn)多與Wnt 信號(hào)通路的異常有關(guān)。HDAC8 可作為組蛋白修飾蛋白，協(xié)同組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2 參與激活Wnt/β-1 連環(huán)蛋白信號(hào)傳導(dǎo)，以促進(jìn)肝癌細(xì)胞存活、增殖、遷移和侵襲。非酒精性脂肪肝疾病（non-alcoholic fatty liver disease， NAFLD） 中，HDAC8 作為染色質(zhì)調(diào)控因子，主要與膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1（sterol- regulatory element-binding protein 1，SREBP-1）上游位點(diǎn)結(jié)合，在細(xì)胞核中高表達(dá)，與肥胖導(dǎo)致的肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC） 表型呈正相關(guān)關(guān)系。通過(guò)體內(nèi)慢病毒介導(dǎo)的HDAC8 衰減，可逆轉(zhuǎn)胰島素抵抗，從而降低NAFLD 的致瘤作用；其機(jī)制是HDAC8與Wnt 拮 抗 劑（AXIN2、 NKD1、 PPP2R2B 和PRICKLE1）的啟動(dòng)子結(jié)合并使其沉默，進(jìn)而促進(jìn)β-連環(huán)蛋白靶點(diǎn)CCND1 的表達(dá)［24］。此外，HDAC8可抑制p53 的轉(zhuǎn)錄活性和p21 的表達(dá)，引發(fā)G2/M期細(xì)胞周期阻滯，并刺激β-連環(huán)蛋白依賴性細(xì)胞增殖。若敲除HDAC8 基因，可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，從而抑制原位腫瘤和異種移植瘤的增殖，進(jìn)一步證實(shí)HDAC8 在HCC 中具有較強(qiáng)的致癌活性。綜上，HDAC8 參與肝癌的發(fā)生與發(fā)展，但其在肝癌中靶向藥物治療作用仍有待進(jìn)一步研究。

2.1.4 HDAC8 與乳腺癌 乳腺癌是女性易患癌癥之一，乳腺癌是威脅女性健康的主要疾病之一。其發(fā)病率和死亡率仍呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。2018 年，全球新增乳腺癌病例210 萬(wàn)，死亡人數(shù)超過(guò)60 萬(wàn)［25］。乳腺癌特征是乳腺中惡性細(xì)胞的生長(zhǎng)，在病理學(xué)、基因組學(xué)、表觀遺傳學(xué)和分子水平等方面的異樣變化，最終導(dǎo)致基因和信號(hào)通路的異常表達(dá)［26］。研究［27］顯示：HDAC8 在MCF-7 細(xì)胞中過(guò)表達(dá)會(huì)促進(jìn)細(xì)胞侵襲性，并與基質(zhì)金屬蛋白酶9 （matrix metalloproteinase-9，MMP-9） 表達(dá)水平呈正相關(guān)關(guān)系。 在三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）細(xì)胞中，HDAC8 可穩(wěn)定Hippo 通路主要下游效應(yīng)因子YAP 的表達(dá)并增加其核定位，而沉默YAP 可減弱HDAC8 觸發(fā)的TNBC 細(xì)胞遷移。這表明HDAC8 可能是TNBC 治療的潛在靶標(biāo)［28］。近期研究［29］顯示：新型HDAC8 選擇性抑制劑HMC 可抑制Akt/mTOR 信號(hào)通路，導(dǎo)致促凋亡蛋白Bax 表達(dá)水平升高，抗凋亡蛋白Mcl-1 和Bcl-2 表達(dá)水平降低，并激活過(guò)氧化物酶體增殖劑激活受體γ （peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ），HMC 誘導(dǎo)人乳腺癌MCF-7細(xì)胞中caspase-3 和caspase-9 的活化以及PPAR-γ裂解，表明HMC 對(duì)HDAC8 的選擇性抑制可有效誘導(dǎo)線粒體依賴性細(xì)胞凋亡。HMC 促進(jìn)MCF-7 細(xì)胞中PPAR-γ 的表達(dá)，抑制參與MCF-7 細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的PPAR-γ 的靶向基因產(chǎn)物cyclin D1 和CDK6 的表達(dá)，同時(shí)，HMC 誘導(dǎo)促進(jìn)MCF-7 細(xì)胞中LC3B-Ⅱ和自噬相關(guān)蛋白ATG5 的表達(dá)，兩者均為自噬體形成的重要標(biāo)志物，其機(jī)制為通過(guò)產(chǎn)生活性 氧（reactive oxygen species，ROS）引起DNA損傷，誘導(dǎo)PPAR-γ 失活和自噬，表明HMC 將成為乳腺癌的潛在治療劑。miR-216 可能通過(guò)靶向多配體聚糖結(jié)合蛋白（syndecan binding protein，SDCBP）抑制BC細(xì)胞的增殖［30］。研究［31］顯示：在MCF-7 細(xì)胞中，miR-216b-5p 與HDAC8 水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。miR-216b-5p 直接與HDAC8 的靶向信使RNA（mRNA）3'端UTR 的互補(bǔ)配對(duì)從而抑制人乳腺癌細(xì)胞增殖。綜上，HDAC8 在乳腺癌發(fā)展全程中具有重要意義，可推測(cè)HDAC8 新型選擇性抑制劑的研發(fā)和其所致藥物抵抗的潛在風(fēng)險(xiǎn)，這將是未來(lái)相關(guān)藥物研究需要關(guān)注的重點(diǎn)。

2.1.5 HDAC8 與神經(jīng)母細(xì)胞癌 神經(jīng)母細(xì)胞瘤是兒童最常見(jiàn)的顱內(nèi)外實(shí)體瘤，來(lái)源于外周交感神經(jīng)系統(tǒng)的前體細(xì)胞，神經(jīng)母細(xì)胞瘤晚期患者的5 年總體生存率低于50%。目前，利用HDAC8 敲除和HDAC8 抑制劑均可抑制神經(jīng)母細(xì)胞瘤的增殖及引起細(xì)胞周期的停滯［32］。神經(jīng)母細(xì)胞瘤模型實(shí)驗(yàn)［33-34］顯示：HDAC8 對(duì)非選擇性的泛HDAC 抑制效果明顯，SHEN 等［35］通過(guò)全基因組RNAi 篩查確定ALK 為HDAC8 抑制劑治療敏感的靶點(diǎn)，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）通路參與HDAC8 抑制劑介導(dǎo)的抗神經(jīng)母細(xì)胞瘤作用，抑制HDAC8 和受體酪氨酸激酶-細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（receptor tyrosine kinase-extracellular signal regulated kinase，RTK-ERK）通路可導(dǎo)致神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的有效死亡。HDAC8 參與腫瘤細(xì)胞增殖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示： miR-665 可直接靶向作用于cMYC 蛋白HDAC8 的3'端UTR 的表達(dá)，促進(jìn)組蛋白乙?；?，并調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖相關(guān)基因的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞的增殖。推測(cè)miR-665 可取代當(dāng)今的化療藥物，成為一種新型抗神經(jīng)母細(xì)胞瘤治療手段［36］。KOLBINGER 等［37］發(fā)現(xiàn)：新型抑制劑TH34 可抑制神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中HDAC8 的功能，導(dǎo)致其有絲分裂畸變?cè)黾雍虶2/M 細(xì)胞周期停滯，再一次證實(shí)選擇性HDAC8 抑制劑對(duì)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的治療潛力。因此，需更多聚焦于神經(jīng)母細(xì)胞瘤中致癌分子靶點(diǎn)的特異性治療方法來(lái)提高療效、降低毒性和避免長(zhǎng)期不良反應(yīng)。

2.1.6 HDAC8 與結(jié)腸癌 結(jié)腸癌是消化系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，在美國(guó)發(fā)病率居第3 位［19］。研究［38］顯示：HDAC8 在結(jié)腸癌病理組織中存在過(guò)表達(dá)的現(xiàn)象，且HDAC8 酶活性對(duì)野生型p53 基因和突變型p53 基因的表達(dá)均起作用。然而，HDAC8 的敲除可導(dǎo)致攜帶突變型p53 基因的SW620 細(xì)胞具有抗增殖活性，但攜帶野生型p53 基因的細(xì)胞未見(jiàn)相同的結(jié)果［39］。表明HDAC8 抑制劑可以作為輔助治療應(yīng)用于含有突變型p53 基因的腫瘤。KANG 等［40］研究發(fā)現(xiàn)：HDAC8可通過(guò)抑制Bcl-2 修飾因子（Bcl-2 modifying factor，BMF）的轉(zhuǎn)錄從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡，BMF 被確定為抑制HDAC8 的直接靶基因，相反，HDAC8 表達(dá)減少或抑制均可以激活BMF 基因。目前，利用HDACs 抑制劑與腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand，TRAIL）相結(jié)合的手段能降低結(jié)腸癌細(xì)胞對(duì)TRAIL 的耐藥性，提示其可作為有應(yīng)用前景的抗結(jié)腸癌的治療方法。ZHANG 等［41］通過(guò)沉默HDAC8 發(fā)現(xiàn)：誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的敏感性明顯被降低，在結(jié)腸癌DLD-1 細(xì)胞中加入HDAC8 抑制劑PCI34051，死亡受體4（death receptor 4，DR4）表達(dá)水平升高1 倍以上，而后者參與調(diào)節(jié)TRAIL的敏感性，PCI34051 可使G0/G1期細(xì)胞周期發(fā)生阻滯，同時(shí)使caspase-3/7 蛋白表達(dá)水平明顯升高，進(jìn)而影響TRAIL 敏感性的表達(dá)。提出HDAC8 抑制劑與TRAIL 的結(jié)合可有效克服結(jié)腸癌的TRAIL耐藥性。因此，提示臨床上應(yīng)用TRAIL 與HDAC8抑制劑可能在結(jié)腸癌治療上起到良好效果。

2.1.7 HDAC8 與急性髓系白血病 （acute myeloid leukemia，AML） AML 是一種以髓系原始細(xì)胞發(fā)生增殖失控、異常分化以及凋亡受阻為特征，并增生累積于骨髓和血液，最終浸潤(rùn)其他組織和器官的腫瘤［42］。兒童AML 愈后較差，成人AML 預(yù)后相對(duì)較好。研究［43］發(fā)現(xiàn)：HDAC8 的上調(diào)是導(dǎo)致酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitors，TKI）抵抗和促進(jìn)白血病維持的重要機(jī)制，HDAC8 可在FTT3 抑制條件下通過(guò)FOXO1和FOXO3 介導(dǎo)的反式激活而上調(diào)，使p53 去乙?；⑹Щ?，從而在TKI 治療后導(dǎo)致白血病維持和耐藥性。在PDX 白血病模型中，HDAC8 的抑制作用明顯增強(qiáng)了TKI 的白血病殺傷作用，并降低患者體內(nèi)原始FLT3-ITD1 型AML 細(xì)胞的出現(xiàn)頻率；提示雙靶向作用于FLT3 和HDAC8 可能是改善FLT3-ITD1 型AML治療結(jié)果的策略。GHAZY 等［44］研發(fā)了針對(duì)HDAC8 與含溴區(qū)PHD 指蛋白1（bromodomain PHD finger containing protein 1，

BRPF1）的雙靶向抑制劑，但其對(duì)AML 細(xì)胞效果不明顯，并猜測(cè)可能與抑制劑的滲透性有關(guān)。因此，盡管雙靶向抑制劑的研發(fā)思路較為新穎，但如何在提高抑制劑的滲透性前提下增強(qiáng)藥效仍是有待解決的問(wèn)題。

2.1.8 HDAC8與骨髓增生性腫瘤（myeloproliferative neoplasms，MPN） 慢性MPV是一種罕見(jiàn)且獨(dú)特的髓樣腫瘤，典型特征是多能造血干細(xì)胞中的體細(xì)胞突變，最常見(jiàn)的復(fù)發(fā)突變基因是JAK2、CALR 和cMPL。突變基因通常被作為主要驅(qū)動(dòng)疾病表型來(lái)參考，長(zhǎng)期以來(lái)，研究者推測(cè)其與種系易感性有關(guān)，但至今沒(méi)有明確的定義［45］。研究［46］顯示：在MPN 中，HDAC8 通過(guò)降低細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子3（suppressors of cytokine signaling-3， SOCS-3）的表達(dá)進(jìn)而誘導(dǎo)JAK2/STAT的激活，HDAC8抑制劑可抑制SOCS-3 介導(dǎo)的細(xì)胞增殖，其主要作用是抑制造血細(xì)胞活性。RAMOS 等［47］研究發(fā)現(xiàn)：源于MPN 的間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）中的HDAC8存在過(guò)表達(dá)現(xiàn)象，其特異性抑制劑PCI34051 通過(guò)降低基質(zhì)對(duì)MPN 患者造血細(xì)胞能力的支持，從而抑制HDAC8 的表達(dá)，這表明HDAC8 可能是該疾病的潛在治療靶點(diǎn)。除此之外，當(dāng)用PCI34051 處理MPN 患者的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）時(shí)，通過(guò)減少造血細(xì)胞中JAK/STAT 信號(hào)通路的激活，并不能保護(hù)白血病細(xì)胞。推測(cè)JAK/STAT 信號(hào)通路可能與其保護(hù)機(jī)制有關(guān)聯(lián)，但具體機(jī)制尚有待研究。總之，HDAC8 的靶向研究是開(kāi)發(fā)MPN 藥物的可行策略。

2.2 HDAC8 與其他疾病

HDAC8 可用于對(duì)抗血曼氏吸蟲(chóng)病，曼氏血吸蟲(chóng)組蛋白去乙?；? 抑制劑（Schistosoma mansonihistone deacetylase 8 inhibitor，smHDAC8i）可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的幼蟲(chóng)死亡，阻斷成蟲(chóng)繁殖［48］。體外研究［49］顯示：甲型流感病毒（influenza A virus，IAV）進(jìn)入宿主細(xì)胞后，HDAC8 劑量依賴性地增加細(xì)胞內(nèi)吞作用和酸化作用，通過(guò)siRNA法降低HDAC8 對(duì)早期核內(nèi)體與溶酶體融合過(guò)程的影響，導(dǎo)致內(nèi)吞作用無(wú)效和酸轉(zhuǎn)化不足，從而影響病毒感染。

HDAC8 不僅可以使組蛋白發(fā)生去乙酰化，還可以使非組蛋白發(fā)生去乙?；DAC8 與一些非組蛋白密切相關(guān)，如SMC3 蛋白、皮質(zhì)肌動(dòng)蛋白、雌激素相關(guān)受體α 等［50］。目前認(rèn)為，德朗熱綜合征（CdLS）主要與黏連蛋白復(fù)合體 （cohesin complex） 的分子遺傳學(xué)異常相關(guān)。SMC3 基因用于編碼黏連蛋白復(fù)合體中的SMC3 蛋白。有絲分裂間期，ESCO 蛋白使SMC3 亞基發(fā)生乙?；?，以促進(jìn)姐妹染色單體的聚合。有絲分裂后期，HDAC8作為黏連蛋白復(fù)合體的調(diào)控因子，使乙酰化的SMC3 發(fā)生去乙?；?，從而使黏連蛋白復(fù)合體再循環(huán)到隨后的細(xì)胞周期中［51-52］。

3 HDAC8 抑制劑

HDACs 抑制劑可促進(jìn)染色質(zhì)特定區(qū)域組蛋白的乙?；?，從而調(diào)控細(xì)胞凋亡及分化相關(guān)蛋白的表達(dá)和穩(wěn)定性，已成為一類新的抗腫瘤藥物。研究［53-54］顯示：HDAC8 抑制劑可抑制DNA 修復(fù)機(jī)制，阻滯細(xì)胞周期過(guò)程，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并改變基因表達(dá)。目前已上市的HDACs 抑制劑有異羧肟酸、FK-228、Belinostat、LBH-589和Chidamide［2014年美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA） 批準(zhǔn)注冊(cè)，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局（Chinese Food and Drug Administration，CFDA）批準(zhǔn)上市］，大多為廣譜型HDACs 抑制劑。由于HDACs 抑制劑作用廣泛，會(huì)帶來(lái)一些不良反應(yīng)，異羥肟酸用心去治療皮膚T細(xì)胞淋巴瘤時(shí)存在疲勞、惡心、厭食、腹瀉、貧血、低鉀血癥和低磷血癥等不良反應(yīng)［55］。因此，尋找不良反應(yīng)小的高效亞型選擇性HDACs 抑制劑十分必要。

3.1 異羥肟酸類抑制劑

HDAC8 抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)通常分為三部分，包括ZBG、疏水性連接部分和表面識(shí)別結(jié)構(gòu)域。該疏水性連接部分可在結(jié)合位點(diǎn)邊緣賦予HDAC亞型特異性表面識(shí)別，異羥肟酸類通常用于合成HDAC8 抑制劑，作為ZBG 的異羥肟酸對(duì)催化的Zn2+表現(xiàn)出高親和力，因此設(shè)計(jì)含有ZBG HDAC8抑制劑更具有合理性［56］。SODJI 等［57］設(shè)計(jì)并合成了兩類含有葉酸和蝶酸的異羥肟酸酯衍生物，并使其對(duì)HDAC1、HDAC6 和HDAC8 進(jìn)行體外酶活性分析，研究發(fā)現(xiàn)：蝶呤異羥肟酸酯衍生物對(duì)HDAC6 的半數(shù)抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50） 為17.6 mol·L－1，對(duì)HDAC6活性有明顯抑制作用，對(duì)HDAC8 中等抑制作用（IC50=581 mol·L－1），對(duì)HDAC1 活性的抑制作用較差（IC50= 2 390 mol·L－1），葉酸衍生物對(duì)這3 種HDACs 亞型均無(wú)作用，盡管后期修飾葉酸衍生物化合物的接頭基序，但仍未產(chǎn)生明顯效果。KALININ 等［58］初步篩選的含有三唑基羥基酯2b的N-羥基-1 苯基-1H-1，2，3-三唑-4-羥酰胺對(duì)smHDAC8 具有較強(qiáng)的抑制性。盡管多數(shù)異羥肟酸酯抑制劑具有非選擇性，其致突變性潛力仍存在爭(zhēng)議，但目前開(kāi)發(fā)HDAC 同工酶選擇性抑制劑仍是可行策略之一。

3.2 非異羥肟酸類抑制劑

異羥肟酸的強(qiáng)鋅螯合能力也提供給非選擇性HDACs 抑制或與其他鋅依賴性金屬酶，如氨基肽酶N（aminopeptidase N，APN） 和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs） 相互作用。此外，這些異羥肟酸酯化合物在生物體內(nèi)的吸收性較差。在這種情況下，研究人員已經(jīng)注意到設(shè)計(jì)非異羥肟酸酯（弱Zn2+螯合劑與異羥肟酸酯的比較）HDAC 抑制劑。這些非異羥肟酸ZBG 含有不同的結(jié)構(gòu)基序，例如羧酸、硼酸、硫醇、肟、三氟甲基酮、羥基-吡啶-2-硫酮和β-內(nèi)酰胺等。目前，非羥基氨酸抑制劑PD-404，182 對(duì)HDAC8 具有高度選擇 性，WOLFF 等［59］通過(guò)研發(fā)尋求對(duì)HDAC8 高度選擇性以及高穩(wěn)定性的相關(guān)非羥基氨酸抑制劑。

WHITEHEAD 等［60］報(bào)道了一些手性α-氨 基酮的HDAC8 抑制劑。INGHAM 等［61］研發(fā)出一種最有效和最具選擇性的HDAC8 抑制劑（IC50=0.8 mol·L－1），即OJI-1。WüNSCH 等［62］合成了一類炔丙基衍生物可抑制含有Zn2+的HDACs 的亞型，該類衍生物對(duì)HDAC6 和HDAC1 更具選擇性，并對(duì)HDAC8 的活性（IC50=417 mol·L－1） 也具有良好的抑制作用。ZHAO 等［63］設(shè)計(jì)出一系列基于N-羥基-3-氨磺?；郊柞０返陌邢騂DAC8 的抑制劑12a-12p，其中12a、12b 和12c 對(duì)HDAC8 具有明顯的抑制作用。LAMAA 等［64］設(shè)計(jì)并合成了許多含有抗腫瘤物質(zhì)isoCA-4 的化合物，其對(duì)多種HDACs 亞型具有抑制作用。對(duì)HDAC6、HDAC8和HDAC11 酶活性的體外測(cè)試結(jié)果顯示：上述化合物對(duì)HDAC8 的選擇性高于HDAC6 和HDAC11?？傊?，設(shè)計(jì)和發(fā)現(xiàn)有效的HDAC8 抑制劑仍是需要不斷探索的研究領(lǐng)域。

HDAC8 已成為藥物開(kāi)發(fā)的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)，基于對(duì)HDAC8 結(jié)構(gòu)和藥效要求可設(shè)計(jì)更有效HDAC8 抑制劑。目前，ADHIKARI 等［65］證 實(shí) 一種魚(yú)類結(jié)構(gòu)編排的藥效團(tuán)可明顯增強(qiáng)HDAC8 抑制劑的效果。苯并異羥肟酸酯衍生物對(duì)HDAC8 具有較好的親和力，可用于設(shè)計(jì)有效的HDAC8 抑制劑。不僅如此，HDAC8 與異羥肟酸ZBG 以及非異羥肟酸的ZBG（硫醇、羧酸、硼酸、三氟甲基酮、肟、羥基吡啶硫酮、托酚酮和β-內(nèi)酰胺）和其他種類的雜環(huán)ZBG 相關(guān)聯(lián)，可進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)含該類非肟酸鹽ZBG 的HDAC8 抑制劑。目前，藥物設(shè)計(jì)和分子建模策略是優(yōu)化抑制劑結(jié)構(gòu)最為有效的工具，還可用于鑒定HDAC8 抑制劑的先導(dǎo)化合物?？蛇\(yùn)用理論和假設(shè)干預(yù)以及大量實(shí)驗(yàn)以探討有關(guān)藥酶-藥物相互作用機(jī)制。除此之外，不同HDAC8 抑制劑的配體結(jié)合X 射線晶體結(jié)構(gòu)也提供了關(guān)于相互作用的結(jié)合模式和涉及這些機(jī)制的相關(guān)化學(xué)結(jié)構(gòu)的有價(jià)值的見(jiàn)解。設(shè)計(jì)有效的、潛在的、特異性靶向的HDAC8 抑制劑已成為一種趨勢(shì)。

4 總結(jié)與展望

HDAC8 作為催化組蛋白去乙?；饔玫年P(guān)鍵酶類，參與了腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡以及遺傳信息的調(diào)控等諸多過(guò)程。近幾年對(duì)HDAC8 的結(jié)構(gòu)、功能及其抑制劑的研究已經(jīng)取得了一定成果。目前研究多集中在已有的具備HDAC8 抑制活性的抗腫瘤藥物的化學(xué)修飾與結(jié)構(gòu)改造，以增強(qiáng)其藥效及減輕不良反應(yīng)等。如將HDAC8 的結(jié)構(gòu)、靶向基因以及作用因子作為著手點(diǎn)，結(jié)合表觀遺傳學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、基因探針以及計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)等相關(guān)學(xué)科技術(shù)，從而篩選出可用于特定靶點(diǎn)與特定通路的抗腫瘤藥物。但仍存在諸多限制HDAC8 抑制劑應(yīng)用的問(wèn)題，包括如何對(duì)HDAC8 結(jié)構(gòu)的選擇性進(jìn)行合理優(yōu)化；HDAC8 在某些腫瘤中作用機(jī)制仍不清楚，是否與其他調(diào)控因子協(xié)同作用有關(guān)；對(duì)HDAC8 參與的基因調(diào)控，精準(zhǔn)靶點(diǎn)定位的探究；針對(duì)其特有的結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的選擇性抑制劑的不可控性及低效性的問(wèn)題也有待進(jìn)一步研究。盡管如此，HDAC8 作為新型藥物治療靶點(diǎn)已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，尋求高選擇性、高穩(wěn)定性、高效性和低不良反應(yīng)的新型HDAC8 抑制劑必將具有廣闊的前景。