组蛋白去乙酰化酶抑制剂的放射增敏作用及机制

发表时间：2010-12-23T15:41:00.510Z 来源：《中国美容医学》（综合）10年第4期供稿 作者： 李娜 许小涛 姚颐[导读] 射线诱导DNA损伤后，HDAC4和53BP1都聚集在DSB部位。李娜 许小涛 姚颐(武汉大学人民医院肿瘤科武汉430060)

作者简介：通讯作者：李娜，女，湖北武汉人，博士，主要从事肿瘤放化疗的基础与临床研究工作。【中图分类号】R965.1【文献标识码】B【文章编号】1008-55（2010）10-0142-02

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase s，HDACs) 抑制剂是一类新近发现的可有效抑制HDACs活性的化合物。研究表明HDACs抑制剂不仅有抗肿瘤活性，而且具有放射增敏作用。本文就HDACs抑制剂的放射增敏作用及其机制做一综述。 1HDACs抑制剂的放射增敏作用

早在上世纪80年代人们就发现丁酸钠可增强体外培养的结肠癌细胞的放射敏感性[1]，但是丁酸钠临床价值有限，使得人们没有对其进行进一步研究，而且也没有将其它HDACs抑制剂与放射增敏联系在一起。直到2001年，Biade等关于TSA对结肠癌的放射增敏作用的报道[2]，重燃了人们对于HDACs抑制剂与放射增敏的研究兴趣。

研究表明HDACs抑制剂对体外培养肺癌、胶质瘤、黑色素瘤、前列腺癌、鼻咽癌、结肠癌、宫颈癌等细胞系具有放射增敏作用[2，3－9]。Camphausen报道，在脑肿瘤细胞U251裸鼠移植瘤实验中，丙戊酸与X线照射联用明显延迟移植瘤生长，联用组和单纯照射组生长延迟时间分别为11天和4.2天[9]。 2HDACs抑制剂的放射增敏机制

HDACs抑制剂能增强射线对体外培养的多种肿瘤细胞系的杀伤，早期研究中，人们猜测其可能机制包括细胞周期阻滞（特别是G1期阻滞），抑制DNA合成，诱导凋亡，重塑染色体结构使之对射线更敏感。

但Karagiannis报道, 低浓度TSA不引起细胞周期改变和凋亡，仍保持放射增敏作用，高浓度TSA的放射增敏作用更明显，提示除细胞周期阻滞和凋亡以外，还有其他因素参与HDACs抑制剂的放射增敏作用[10]。近年研究提示，HDACs抑制剂可能调节射线引起的DNA损伤反应通路，起到放射增敏作用。在射线引起的DNA损伤中，DNA双链断裂（double strain breaks,DSB）为最致命的损伤。细胞发生DSB后，会产生一系列反应，这些反应包括损伤信号传递，相关基因转录，细胞周期阻滞，DSB修复或细胞凋亡。HDACs抑制剂可影响其中多个环节。

2.1促进p53蛋白的表达和乙酰化：我们知道转录因子p53在放射反应中发挥重要作用。射线可活化p53蛋白，从而引起下游基因转录，细胞周期阻滞或凋亡。HDACs抑制剂可增强p53乙酰化，从而增强其特异性DNA结合能力和转录激活能力，并延长其半衰期[11，12]。但是也有报道，HDACs抑制剂的放射增敏作用是非p53依赖性的[13]，提示除p53外，还存在其它HDACs放射增敏靶点。

2.2与DSB的信号启动、传递有关：当DNA发生DSB后，局部染色体结构发生变化，53BP1蛋白识别DNA双链断裂信号，激活ATM蛋白，传递DNA损伤信号。Kim报道，在人类纤维母细胞中，ATM和HDAC-1可相互结合，射线可增强ATM相关的HDAC活性，HDACs抑制剂TSA可抑制ATM相关的HDAC活性，具有放射增敏作用，提示HDACs抑制剂可能在ATM介导的DSB的信号传递中发挥作用[14]。人们用RNA干扰技术沉默HDAC4蛋白，发现53BP1蛋白表达也发生明显下调[15]。射线诱导DNA损伤后，HDAC4和53BP1都聚集在DSB部位。HDAC4蛋白沉默，消除DNA损伤诱导的G2/M期阻滞，有放射增敏作用。

2.3抑制DSB修复蛋白表达：射线可诱导Rad51和DNA-PKsc表达上调，在前列腺癌细胞中，HDACs抑制剂SAHA可抑制射线诱导的这两种修复蛋白的上调[7]。Munshi报道在黑色素瘤细胞系中，丁酸钠下调Ku70，Ku80，DNA-PKcs的mRNA和蛋白表达，发挥放射增敏作用[6]。

2.4增加和延长放射后γ-H2AX斑点的形成：DNA双链断裂的早期，在断端附近的组蛋白H2AX发生磷酸化，形成γ-H2AX斑点，γ-H2AX分子聚集形成一个斑点即表明有一个DSB产生[16]。放射引起的DSB被修复后，γ-H2AX斑点也随之消失，放射后γ-H2AX斑点消失的时间也成为细胞DSB修复能力的指标。HDACs抑制剂TSA、FK228、CBHA可增加射线诱导的γ-H2AX斑点数量[17，18]。HDACs抑制剂MS-275和丁酸钠处理细胞后，延长了射线引起的γ-H2AX斑点的表达，即降低了细胞DSB修复能力[6，19]。HDACs抑制剂增加和延长放射后γ-H2AX斑点的形成，进一步说明HDACs抑制剂可促进射线引起的DSB形成和抑制DSB修复。

2.5增加氧自由基产生：电离辐射可以使细胞产生大量自由基，在放射损伤中，自由基造成的损伤要占到2/3。Ungerstedt发现HDAC抑制剂（SAHA和MS-275）可提高转化细胞中活性氧（ROS）含量，促进其死亡[20]。Mohamed和Roberto也证实HDACs抑制剂

（SAHA,MS-275,丁酸钠）可促进肿瘤细胞产生ROS，用抗氧化剂L-NAC可对抗HDAC抑制剂引起的ROS增高和细胞死亡[21，22]。

HDACs抑制剂可增加DNA损伤，干扰DSB识别，抑制DNA修复，在众多的临床前研究中显示出放射增敏作用。深入了解HDACs抑制剂的放射增敏机制，发掘高效低毒的HDACs抑制剂，都是值得进一步研究的方向。 参考文献

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