陳紹鵬，曾敏娟，賴天文*

哮喘是一種慢性呼吸系統(tǒng)疾病，包括異常的氣道炎癥、氣道重塑和氣道高反應(yīng)性（AHR），近20年來其發(fā)病率從5.5%上升至約8%，給患者家庭及社會帶來極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［1］。組蛋白乙酰化是目前研究最為廣泛和深入的表觀遺傳修飾之一，主要指組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（histone acetyltransferase，HAT）和組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）的調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)失衡會引起基因調(diào)控紊亂，導(dǎo)致慢性炎癥［2］、自身免疫性疾?。?］、癌癥［4］等疾病的發(fā)生。研究表明HAT、HDAC的改變與哮喘密切相關(guān)［5-6］。本文對近年來組蛋白乙?；揎椩谙l(fā)病機(jī)制中的研究作一綜述，為臨床治療提供依據(jù)。

1 組蛋白乙?；攀?/h2>

組蛋白乙?；侵冈诮M蛋白氨基端尾部的賴氨酸ε位的氨基處加上乙?；撨^程可逆。

HAT是將乙酰輔酶A（CoA）的乙?；D(zhuǎn)移至組蛋白N端尾部賴氨酸殘基上的一組酶。當(dāng)HAT轉(zhuǎn)移乙?；浇M蛋白的賴氨酸殘基上時(shí)，帶負(fù)電荷的乙?；蚱圃瓉斫M蛋白的平衡，導(dǎo)致脫氧核糖核酸（DNA）序列結(jié)構(gòu)松弛和展開，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子與DNA序列的接觸，使DNA序列的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)［7］。哺乳動物主要有3個HAT家族：p300/CREB結(jié)合蛋白（p300/CBP）家族、MYST家族和GNAT家族。

HDAC是去除賴氨酸殘基上乙?；囊活惖鞍酌?。當(dāng)HDAC去除組蛋白賴氨酸殘基中的乙?；螅M蛋白恢復(fù)原來的正電荷，與帶負(fù)電荷的DNA緊密結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄因子難以接近啟動子，從而抑制特定基因的轉(zhuǎn)錄。HDAC分為四類：Ⅰ類（HDAC 1-3和8）、Ⅱ類（HDAC 4-7、9和10）、Ⅲ類（SIRT1-7）和IV類（HDAC11）［8］。Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ類為鋅離子（Zn2+）依賴型HDAC，具有相似的去乙?；Y(jié)構(gòu)域，表明單個化合物可以同時(shí)抑制Zn2+依賴型HDAC。而Ⅲ類HDAC在催化過程中依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）。

2 組蛋白乙?；c哮喘

2.1 HAT在哮喘發(fā)病中的作用 p300促進(jìn)/加重哮喘發(fā)病，HAT與哮喘密切相關(guān)。目前關(guān)于HAT對哮喘發(fā)病機(jī)制的研究主要集中在p300。p300介導(dǎo)ORMDL3組蛋白乙?；又叵瓪獾姥装Y和氣道重塑。p300選擇性抑制劑——C646抑制哮喘小鼠p300的表達(dá)，ORMDL3的表達(dá)降低，從而緩解AHR和氣道重塑［5］。p300對核因子活化B細(xì)胞κ輕鏈增強(qiáng)子（NF-κB）p65的乙?；功?連環(huán)蛋白（β-catenin）促進(jìn)p65的核轉(zhuǎn)位，進(jìn)而促進(jìn)了人氣道平滑?。ˋSM）細(xì)胞中白介素（IL）-6的表達(dá)［9］。p300依賴的組蛋白H3乙酰化參與了凝血酶誘導(dǎo)的人肺上皮細(xì)胞IL-8的表達(dá)［10］。細(xì)顆粒物暴露和冷應(yīng)激（PMCS）聯(lián)合誘導(dǎo)使p300表達(dá)顯著上調(diào)，進(jìn)而增加CD4+T淋巴細(xì)胞IL-4基因啟動子中的H3K9和H3K14乙?；剑又叵∈蟮难仔苑磻?yīng)和氧化還原反應(yīng)［3］。

p300在哮喘模型大鼠肺組織分離培養(yǎng)出的CD4+T淋巴細(xì)胞中的表達(dá)增加，Notch1啟動子組蛋白的乙?；缴?，IL-4、IL-5、IL-13以及NF-κB和AP-1水平亦顯著升高，可見p300通過Notch1啟動子組蛋白的乙?；绊懴笫蠓蜟D4+T淋巴細(xì)胞的分化［11］。p300催化H3K27的乙?；?，促進(jìn)IL-9的強(qiáng)烈表達(dá)，誘導(dǎo)輔助T淋巴細(xì)胞9（Th9細(xì)胞）分化，并介導(dǎo)過敏性氣道炎癥［12］。此外，P300和CBP調(diào)節(jié)β-Catenin信號有利于黏液細(xì)胞的分化［13］。綜上所述，p300可介導(dǎo)Notch1、β-Catenin基因及H3K27位點(diǎn)的乙?；?，影響Th細(xì)胞及黏液細(xì)胞的誘導(dǎo)分化。

2.2 HDAC 在哮喘發(fā)病中的作用 相比于HAT，研究者將更多的目光放在HDAC與哮喘發(fā)病的研究上。各個HDAC在哮喘發(fā)病中的表達(dá)及作用并不相同，同一種HDAC也可能起著不同甚至相反的作用。

2.2.1 Zn2+依賴型HDAC

2.2.1.1 HDAC5、HDAC6、HDAC8促 進(jìn) /加 重 哮 喘 發(fā) 病

在卵清蛋白（OVA）誘導(dǎo)的過敏性哮喘小鼠肺組織中，HDAC5、HDAC6、HDAC8的表達(dá)水平明顯升高，支氣管肺泡灌洗液（BALF）中IL-4和IL-5水平升高［14］。HDAC8抑制劑PCI可以同步降低HDAC8和半乳糖凝集素-3（Gal-3）的表達(dá)、減少M(fèi)2巨噬細(xì)胞極化，改善AHR和過敏性氣道炎癥［15］。

2.2.1.2 HDAC2、HDAC3、HDAC7、HDAC10、HDAC11抑制/減輕哮喘發(fā)病 哮喘患者外周血單個核細(xì)胞HDAC2的信使核糖核酸（mRNA）表達(dá)水平在重度哮喘患者中明顯低于非重度哮喘患者［16］。室塵螨（HDM）誘導(dǎo)的HDAC2+/-小鼠炎性細(xì)胞浸潤顯著增強(qiáng)、肺組織中T輔助因子和IL-17A表達(dá)水平升高。IL-17A缺失或抗IL-17A治療逆轉(zhuǎn)了由HDAC2損傷引起的氣道炎癥增強(qiáng)［17］。

蘿卜硫素通過上調(diào)核因子E2相關(guān)因子2（Nrf2）的表達(dá)和增強(qiáng)HDAC2的活性，恢復(fù)了類固醇的敏感性［18］。在重度哮喘患者中，HDAC2可能通過介導(dǎo)類固醇來關(guān)閉活化的炎癥基因，且磷酸肌醇3-激酶δ（PI3Kδ）的活化使得HDAC2的活性和表達(dá)被氧化應(yīng)激降低，因此可通過PI3Kδ抑制劑增加HDAC2的表達(dá)從而逆轉(zhuǎn)類固醇耐藥［19］。

在16-HBE細(xì)胞中，香煙煙霧提取物（CSE）降低了HDAC2的活性、HDAC3的表達(dá)及活性、糖皮質(zhì)激素受體（GR）的核轉(zhuǎn)位，增加了NF-κB的核表達(dá)、1/2磷酸化胞外信號調(diào)節(jié)激酶（pERK 1/2）與1/2總胞外信號調(diào)節(jié)激酶（tERK1/2）比值以及炎性因子mRNA的表達(dá)，加重了炎性反應(yīng)［20］。

低表達(dá)HDAC7、HDAC9和HDAC10誘導(dǎo)的組蛋白高乙?；癄顟B(tài)加重嗜酸性氣道炎癥。糖皮質(zhì)激素（GC）上調(diào)HDAC7、HDAC9、HDAC10、HDAC11，特別是HDAC10，是改善氣道炎癥的機(jī)制之一［21］。

2.2.1.3 HDAC1、HDAC4、HDAC9在哮喘中的作用尚未明確

在PMCS聯(lián)合暴露誘導(dǎo)小鼠哮喘模型研究中，CD4+T淋巴細(xì)胞HDAC1明顯降低［3］，HDAC1在哮喘模型大鼠肺組織分離培養(yǎng)出的CD4+T淋巴細(xì)胞中的表達(dá)下降［11］。相反，SU等［14］報(bào)道HDAC1的表達(dá)水平在OVA誘導(dǎo)的過敏性哮喘小鼠肺組織中明顯升高，哮喘小鼠氣道阻力顯著增強(qiáng)，BALF中IL-4和IL-5水平升高。

轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）通過降低微小核糖核酸-206（miR-206）水平，上調(diào)HDAC4表達(dá)，進(jìn)而上調(diào)周期蛋白D1（cyclin D1）表達(dá)，誘導(dǎo)氣道平滑肌細(xì)胞（ASMCs）增殖，加重氣道重塑［22］。在佛波酯（PMA/A23187）誘導(dǎo)人肥大細(xì)胞（HMC-1）發(fā)生過敏性炎癥中，HDAC4作為miR-20a的靶基因表達(dá)升高，促進(jìn)腫瘤壞死因子（TNF）-α、IL-1β等的分泌［23］。相反，SU等［14］報(bào)道HDAC4的表達(dá)水平在OVA誘導(dǎo)的過敏性哮喘小鼠肺組織中顯著下降，肺組織中可見炎性細(xì)胞浸潤、黏液堆積，BALF中IL-4和IL-5水平升高。

哮喘患者中HDAC9 mRNA表達(dá)水平與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)［24］。相反，ZHANG等［21］報(bào)道低表達(dá)HDAC9誘導(dǎo)的組蛋白高乙酰化狀態(tài)可加重嗜酸性氣道炎癥。

2.2.2 NAD+ 依賴型HDAC

2.2.2.1 SIRT2、SIRT7促進(jìn)/加重哮喘發(fā)病 哮喘患者肺組織中SIRT2表達(dá)升高，發(fā)揮促炎作用，加重哮喘癥狀［25］。SIRT2促進(jìn)了三種過敏原〔塵螨、豚草、煙曲霉（DRA）〕誘導(dǎo)嗜酸粒細(xì)胞的招募［26］。此外，SIRT2抑制劑可減少巨噬細(xì)胞的交替激活，并顯著消除三種過敏原誘導(dǎo)的肺部炎癥［1］。SIRT7通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子-β受體Ⅰ（TGFβR1）的表達(dá)，參與TGF-β1誘導(dǎo)的ASM細(xì)胞增殖和遷移，提示SIRT7加重哮喘氣道重塑［27］。

2.2.2.2 SIRT6抑制/減輕哮喘發(fā)病 SIRT6的抗炎作用與T淋巴細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄因子GATA3乙酰化水平降低及Th2免疫應(yīng)答的減少有關(guān)［25］。過表達(dá)SIRT6可顯著減弱OVA誘導(dǎo)的浸潤肺組織中的炎性細(xì)胞，細(xì)支氣管黏液積聚可被有效降低至接近正常水平［28］。此外，SIRT6的過表達(dá)影響TGF-β1誘導(dǎo)的上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）標(biāo)志物變化和EMT樣細(xì)胞行為，降低了細(xì)胞的遷移和增殖速率，改善了氣道重塑［29］。

2.2.2.3 SIRT1抑制哮喘炎性反應(yīng) 在人支氣管上皮細(xì)胞（16HBE細(xì)胞）及OVA誘導(dǎo)小鼠的哮喘模型中SIRT1的mRNA和蛋白水平均下調(diào)，且SIRT1的下調(diào)使IL-6的表達(dá)升高，而這一表達(dá)可被蛋白激酶B（Akt）抑制劑及SIRT1激活劑逆轉(zhuǎn)［6，30］。此外，SIRT1作為miR-221的靶基因，可逆轉(zhuǎn)哮喘患者HBE細(xì)胞損傷［31］。SIRT1抑制了環(huán)境顆粒物（PM）暴露后的膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1（SREBP1），并進(jìn)一步下調(diào)了鐵結(jié)合核蛋白（PIR）和Nod樣受體蛋白3（NLRP3）炎性小體，減輕人肺成纖維細(xì)胞炎癥［32］。

3 HDAC抑制劑或激活劑治療哮喘的研究進(jìn)展

3.1 HDAC抑制劑治療哮喘 已有研究報(bào)道，HDAC6抑制劑——曲古霉素A（TSA）抑制HDAC，可下調(diào)適應(yīng)性過敏免疫反應(yīng)，減輕氣道炎癥。TSA減少了大氣道血管周圍嗜酸粒細(xì)胞數(shù)量和黏液產(chǎn)生，減輕了哮喘表征［33-34］。

選擇性HDAC8抑制劑PCI-34051和地塞米松可減輕哮喘模型鼠的嗜酸性炎癥、AHR及氣道重塑［34］。

丁酸通過抑制HDAC活性來抑制固有淋巴樣2型細(xì)胞（ILC2）的增殖，減少IL-13、IL-15的產(chǎn)生，進(jìn)而改善AHR和氣道炎癥［35］。

研究者CAO等［36］合成了用于降解I類HDACs的蛋白水解靶向嵌合體（PROTACs），其中一種PROTACs HD-TAC7對HDAC3具有良好的降解效果，提示PROTACs具有治療潛力。

3.2 HDAC激活劑治療哮喘 小劑量大環(huán)內(nèi)酯類藥物如阿奇霉素和紅霉素能恢復(fù)HDAC2的活性。OVA和香煙煙霧誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型中HDAC2的蛋白水平降低，但是羅紅霉素可以提高HDAC2的表達(dá)水平，以降低香煙煙霧暴露的哮喘小鼠的氣道炎癥［2］。

用miR-21特異性拮抗劑（Ant-21）或pan-PI3K抑制劑LY294002治療，可以降低PI3K活性并恢復(fù)HDAC2水平，進(jìn)而抑制AHR和恢復(fù)類固醇對過敏性氣道疾病的敏感性［37］。此外，PI3K抑制劑（BZE235和LY294002）可通過恢復(fù)HDAC2活性和抑制核信號轉(zhuǎn)錄因子磷酸化來改善嚴(yán)重哮喘患者的GC不敏感性［38］。

體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低劑量茶堿增強(qiáng)了上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中HDAC的活性，濃度在1～10 μM之間的茶堿和恩丙茶堿增加了HDAC2的活性，而高于該濃度則抑制了HDAC2的活性，表明低劑量茶堿可通過增加HDAC2的激活而發(fā)揮抗哮喘作用［39］。

穿心蓮內(nèi)酯通過恢復(fù)HDAC活性，提高HDAC2蛋白質(zhì)水平，降低脂多糖/γ-干擾素（LPS/IFN-γ）誘導(dǎo)的IL-27水平和AHR，恢復(fù)地塞米松敏感性［40］。

骨化三醇能增強(qiáng)IL-13誘導(dǎo)的哮喘患者ASM細(xì)胞HDAC的表達(dá)及活性，減弱TNF-α對組胺反應(yīng)的增強(qiáng)作用［41］。

4 小結(jié)

近年來組蛋白乙?；揎椩谙l(fā)病機(jī)制中的研究概述如圖1。目前，對于其在哮喘發(fā)病機(jī)制中的研究并不深入，不同研究間甚至存在矛盾之處。造成此種現(xiàn)象的原因可能與HAT和HDAC基因表達(dá)存在動態(tài)變化，或是不同的研究使用的體內(nèi)外模型存在差異。另一方面，HDAC抑制劑或激活劑能調(diào)控哮喘的炎性反應(yīng)，為臨床靶向治療哮喘提供了理論依據(jù)。

圖1 組蛋白乙?；揎椩谙l(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展概況Figure 1 Recent five-year advances in histone acetylation in the pathogenesis of asthma

作者貢獻(xiàn)：陳紹鵬進(jìn)行檢索文獻(xiàn)、撰寫論文并對文章負(fù)責(zé)；曾敏娟進(jìn)行排版、作圖；賴天文進(jìn)行質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。

本文文獻(xiàn)檢索策略：

使用PubMed網(wǎng)站的查詢框在“All Fields”范圍內(nèi)以“（HAT） AND （asthma）”“（p300） AND （asthma）”“（HDAC）AND （asthma）”和“（SIRT） AND （asthma）”為關(guān)鍵詞檢索文獻(xiàn)，重點(diǎn)關(guān)注近5年發(fā)表的文獻(xiàn)。