吳 健，王晶晶綜述，楊鯨蓉，曾志勇審校

0 引 言

食管癌是全世界高發(fā)的惡性腫瘤之一,近20年食管癌的發(fā)生率增加了50%[1]。在我國(guó)，食管癌發(fā)病率居各類(lèi)惡性腫瘤第五位，我國(guó)食管癌的發(fā)病人數(shù)及死亡人數(shù)均超出世界50%以上[2]。就目前而言，主流的食管癌治療方式有如下幾類(lèi)，分別為：化學(xué)治療、放射治療、外科治療、綜合治療。食管癌患者即使經(jīng)過(guò)綜合治療，術(shù)后5年生存率仍小于30%。食管癌術(shù)后高復(fù)發(fā)率及高死亡率給食管癌的治療帶來(lái)了挑戰(zhàn)。食管癌發(fā)病過(guò)程的機(jī)制至今未闡明，故尋找食管治療新靶點(diǎn)提高療效、減少?gòu)?fù)發(fā)是亟待解決的難題。在表觀遺傳學(xué)理論的基礎(chǔ)之上，發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新型靶向抗腫瘤藥物，即組蛋白去乙?；敢种苿?histone deacetylase inhibitor，HDACi)，其治療腫瘤效果良好,能夠?yàn)槭彻馨┑难芯亢椭委熖峁┬碌乃悸贰?/p>

1 HDAC抑制劑

表觀遺傳學(xué)是不涉及DNA序列改變的可遺傳的基因表達(dá)變化研究，主要是從蛋白質(zhì)、染色質(zhì)和RNA等多個(gè)水平調(diào)控基因表達(dá)[3]。在食管癌腫瘤的發(fā)生發(fā)展全過(guò)程中，HDAC其抑制劑起到了關(guān)鍵的調(diào)控作用[4-5]。以乙?；⒘姿峄⒓谆揎椀葹榇淼慕M蛋白的共價(jià)修飾作用，往往會(huì)對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控產(chǎn)生重要影響。已有研究結(jié)果顯示，甲基化、乙酰化在食管癌的發(fā)生和發(fā)展中具有重要的作用[6]。組蛋白乙?；叭ヒ阴；揎検腔虮磉_(dá)調(diào)控最主要的驅(qū)動(dòng)力之一，組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶(histone acetyltransferase，HATs)和HDACs發(fā)揮了聯(lián)合催化作用，進(jìn)而對(duì)染色質(zhì)各區(qū)域核心組蛋白的乙?；潭绕鸬搅藳Q定性的作用，直接關(guān)乎基因轉(zhuǎn)錄活化以及轉(zhuǎn)錄抑制間是否能夠保持平衡狀態(tài)。多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，在腫瘤發(fā)生與演進(jìn)過(guò)程中，HATs/HDACs調(diào)節(jié)的失衡經(jīng)常扮演了一個(gè)關(guān)鍵的角色。 HDACs對(duì)腫瘤發(fā)生于發(fā)展的促進(jìn)途徑是多樣化的，分別能從基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、分化凋亡、信號(hào)轉(zhuǎn)到等渠道發(fā)揮作用[7-8]。HDAC蛋白的表達(dá)以及活性會(huì)在HDACi的作用下被抑制，在這一過(guò)程中，組蛋白會(huì)迅速恢復(fù)乙?；癄顟B(tài)，與此同時(shí)，HAT的催化作用會(huì)有所增強(qiáng)，有助于抑制腫瘤細(xì)胞的存活[9]。

目前所有HDACi按照化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為4大類(lèi):以MGCD0103、MS-275等為代表的苯酰胺類(lèi)、以TSA、PXD-101、SAHA等為代表的異羥肟酸類(lèi)、以丁酸鈉、丙戊酸等為代表的羧酸類(lèi)、以Trapoxin、Acidipin、FK-228等為代表的環(huán)肽類(lèi)。選擇性HDAC抑制劑與廣譜HDAC抑制劑是以對(duì)HDAC的特異性為標(biāo)準(zhǔn)所劃分出的兩種抑制劑類(lèi)型，后者又可以細(xì)分為I類(lèi)HDAC選擇性及II類(lèi)HDAC選擇性這兩種類(lèi)型。大部分異羥肟酸類(lèi)HDACI均會(huì)對(duì)I類(lèi)、II類(lèi)HDAC產(chǎn)生廣譜抑制作用，而Tubacin則會(huì)對(duì)HDAC6產(chǎn)生特異性抑制；MS-275對(duì)I類(lèi)HDAC及HDAC9具備選擇性等[10-13]。

2 HDACis抗腫瘤機(jī)制

2．1HADCi誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡HDACi對(duì)腫瘤細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡體內(nèi)與體外的實(shí)驗(yàn)研究中均得到了證實(shí)，HDACi誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的途徑有分多種，目前研究比較明確的有外源性途徑、內(nèi)源性途徑、活性氧產(chǎn)生與激活的調(diào)控途徑。誘導(dǎo)外源性凋亡的途徑即上調(diào)死亡受體、提高受體通路以及耐受性，進(jìn)而調(diào)控相關(guān)蛋白的合成與表達(dá)。最主要可以誘導(dǎo)死亡受體5表達(dá)，此時(shí)HDACi與死亡受體將產(chǎn)生協(xié)同作用，通過(guò)激活easpase3、easpase9、easpase10，促使腫瘤細(xì)胞凋亡。這也是HDACi對(duì)腫瘤細(xì)胞選擇性殺傷作用的機(jī)制之一[14]。誘導(dǎo)內(nèi)源性凋亡的途徑亦被稱(chēng)作線(xiàn)粒體途徑，主要依靠以線(xiàn)粒體/細(xì)胞色素c介導(dǎo)的的凋亡途徑來(lái)激活caspase，進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[15]。調(diào)控與凋亡相關(guān)的蛋白HDACi能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，主要依靠對(duì)家族蛋白中的促凋亡擔(dān)保、抗凋亡蛋白的上調(diào)或下調(diào)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而使多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路活化，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。但受腫瘤細(xì)胞中促凋亡蛋白以及抗凋亡蛋白基礎(chǔ)水平差異的影響，HDACi增強(qiáng)促凋亡蛋白與降低抗凋亡蛋白作用往往也會(huì)有所不同。

2．2HADCi誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞周期停滯細(xì)胞周期調(diào)控異常是腫瘤發(fā)生的重要機(jī)制。HDACi可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期蛋白激酶抑制物的表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生G1和/或G2期停滯。盡管不同類(lèi)HDACi的化學(xué)結(jié)構(gòu)存在較大差異，但基因調(diào)控模式卻十分相似。HDACi誘導(dǎo)激活CDKN1A基因最常見(jiàn)。CDKN1A編碼p21cipl，p21可以抑制CDK2和CDK4/6的活性，使去磷酸化Rb水平升高，抑制轉(zhuǎn)錄因子E2F所調(diào)控基因的激活，使細(xì)胞周期停滯于G1期。此外，HDACi可使多種細(xì)胞發(fā)生G2期停滯，這可能是因?yàn)镠DACi特異性抑制cyclinD1啟動(dòng)子組蛋白H4的乙?；剑种艷2期cyclinD1的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[16]。

2．3HADCi促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分化誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生分化從定義上來(lái)講，誘導(dǎo)細(xì)胞分化的核心在于發(fā)揮誘導(dǎo)分化劑的作用，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的分化途徑，使其接近于正常細(xì)胞的生長(zhǎng)方式或生長(zhǎng)速度等，盡可能的誘使其朝著正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變。誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化的特點(diǎn)在于誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向高分化的方向轉(zhuǎn)變，而不是單純的殺傷腫瘤細(xì)胞[17]。由此可見(jiàn)，這種治療方式更為安全，對(duì)患者的損傷更小。就現(xiàn)階段而言，此項(xiàng)技術(shù)在腫瘤治療領(lǐng)域已經(jīng)得到了認(rèn)可與應(yīng)用。

2．4HADCi抑制腫瘤細(xì)胞血管的生成HDACi對(duì)腫瘤習(xí)慣生成的抑制作用主要依靠對(duì)腫瘤細(xì)胞中的低氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)與血管內(nèi)皮因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)受體降解的抑制來(lái)發(fā)揮作用[18]。相關(guān)研究表明，無(wú)論在生物體內(nèi)還是體外，F(xiàn)K228均會(huì)對(duì)血管的生成產(chǎn)生強(qiáng)抑制作用。以未處理的細(xì)胞作為空白對(duì)照，對(duì)比FK228 處理24 h的Hela細(xì)胞，處理過(guò)的細(xì)胞中的VEGF 受體、FLT等表達(dá)嚴(yán)重受滯，且這些因子大多為刺激血管生成的因子。與此同時(shí)，以pVHL、NF等為代表的抑制血管生成因子則被誘導(dǎo)表達(dá)[19]。因此，在許多文獻(xiàn)中都將HDACi列為一種新型抗腫瘤藥物，集中闡釋了其對(duì)HDAC的抑制作用，強(qiáng)調(diào)了其在抗腫瘤血管生成、腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)凋亡等方面的特性。

3 HDACis抗腫瘤優(yōu)勢(shì)

相比于其他抗腫瘤藥物，HDACis的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，突出體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：首先，HDACis會(huì)在不顯著危害正常組織細(xì)胞的同時(shí)對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生生長(zhǎng)抑制或放射增敏作用。就目前而言，已經(jīng)逐步開(kāi)啟了HDACis抗腫瘤治療的臨床一期以及二期研究。以L(fǎng)AQ824、pyroxamide、MS-275、SA-HA等為代表的新型HDACis的發(fā)現(xiàn)，有望為腫瘤治療帶來(lái)新的希望。隨著此領(lǐng)域研究工作的不斷深入，新的HDACis對(duì)于腫瘤疾病的治療價(jià)值已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，相關(guān)臨床實(shí)驗(yàn)工作也在有序展開(kāi)。其次，HDACis既能夠單獨(dú)作為抗癌藥物而使用，還能夠與其他抗癌藥物或放療聯(lián)用，達(dá)到協(xié)同增效的作用。HDACis與全反式維甲酸聯(lián)合應(yīng)用于急性早幼粒細(xì)胞白血病的治療，取得了良好的臨床效果。此外，組蛋白去乙?；敢种苿┠軌?qū)Π螂啄[瘤有一定的抗癌效應(yīng)，其不僅表現(xiàn)在能夠阻滯膀胱腫瘤細(xì)胞周期和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而且還能夠提高順鉑對(duì)順鉑耐藥的人膀胱癌細(xì)胞的協(xié)同抗腫瘤作用。主要機(jī)制表現(xiàn)為阻滯細(xì)胞周期與激活凋亡基因[20]。另外，目前醫(yī)學(xué)界也就去乙?；敢种苿┍郊柞０稢I-994與傳統(tǒng)抗癌藥吉西他濱的聯(lián)用展開(kāi)了臨床試驗(yàn)，并取得了理想的預(yù)期效果。隨著對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制及HDACis構(gòu)效關(guān)系地深入研究，HDACis的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)對(duì)腫瘤的治療產(chǎn)生重要意義。

4 HDACis與食管癌的關(guān)系

目前HDACis在食管癌中的應(yīng)用尚處于起步階段，國(guó)內(nèi)外其相關(guān)的研究并不多。Murakami等[21]研究了一種新型的HDAC抑制劑CHAP31，可誘導(dǎo)caspase9的裂解和上調(diào)Bax/Bcl-2比率，從而誘導(dǎo)食管癌細(xì)胞凋亡。Furutani等[22]應(yīng)用新型HDAC抑制劑OBP-801/YM753可抑制氟尿嘧啶誘導(dǎo)的胸苷酸合成酶的表達(dá)，增強(qiáng)食管癌細(xì)胞對(duì)氟尿嘧啶和放療的敏感性。Tzao等[23]在體外及小鼠腫瘤模型中應(yīng)用HDAC抑制劑SAHA可誘導(dǎo)食管癌細(xì)胞E-cadherin的表達(dá)，抑制食管癌細(xì)胞遷移，侵襲和細(xì)胞外基質(zhì)黏附。

近年的研究發(fā)現(xiàn)HDACs在食管癌的發(fā)生和發(fā)展中具有一定作用。Toh等[24]研究表明食管癌細(xì)胞的組蛋白H4在腫瘤侵襲的早期階段顯著增加了高乙?；撕?，根據(jù)腫瘤進(jìn)展程度，轉(zhuǎn)化為低乙?；?。若食管癌患者的癌細(xì)胞低表達(dá)HDAC1，那么其會(huì)面臨著較高的癌細(xì)胞侵犯食道壁深層的風(fēng)險(xiǎn)。Langer等[25]發(fā)現(xiàn)HDAC2高表達(dá)與食管腺癌的腫瘤侵襲性相關(guān)。這提示HDAC2與腫瘤的分化、增殖、侵襲、疾病進(jìn)展和不良預(yù)后有關(guān)。在食管鱗癌患者，癌組織和癌旁組織中HDAC2呈現(xiàn)高表達(dá)。HDAC抑制劑TSA通過(guò)抑制HDAC2的表達(dá)，減少HDAC2誘導(dǎo)的MMP-2和MMP-9表達(dá)，達(dá)到抗腫瘤侵襲作用[26]。Zhang等[27]通過(guò)實(shí)時(shí)RT-PCR檢測(cè)食管癌標(biāo)本及癌旁組織發(fā)現(xiàn)HDACl高表達(dá)。利用質(zhì)粒為基礎(chǔ)的RNA干擾(RNAi)降低HDACl的表達(dá)，結(jié)果表明，通過(guò)抑制HDACl的表達(dá)可誘導(dǎo)食管癌細(xì)胞凋亡，并增強(qiáng)食管癌細(xì)胞的放射敏感性。Chen等[28]研究表明NAD(+)依賴(lài)的III型HDAC(SIRT1)與食管癌淋巴管浸潤(rùn)及預(yù)后相關(guān)。因此，HDACs可成為食管癌治療的新靶點(diǎn)。

5 HDAC及其抑制劑的抗食管腫瘤細(xì)胞活性

5.1丙戊酸鈉(valproicacid，VPA) VPA屬于傳統(tǒng)抗癲癇藥物的一種，被歸于短鏈脂肪酸(SCFA)的范疇內(nèi)。其優(yōu)勢(shì)在于患者耐受性好且不會(huì)產(chǎn)生明顯的副作用。研究顯示，丙戊酸具有HDACi活性，能特異性的作用于HDACⅠ與HDACⅡ，具有明確的抗腫瘤作用[29]。目前關(guān)于丙戊酸應(yīng)用食管癌的研究少見(jiàn)，僅2篇文獻(xiàn)報(bào)道應(yīng)用丙戊酸作為食管癌細(xì)胞放射增敏劑。丙戊酸可通過(guò)抑制非同源末端連接，延長(zhǎng)放射誘導(dǎo)的食管癌DNA雙鏈斷裂；另外，丙戊酸可誘導(dǎo)組蛋白H3和組蛋白H4的乙?；罢T導(dǎo)細(xì)胞凋亡，因此，丙戊酸可作為食管鱗癌放療的增敏劑，提高放射療效[30-31]。但丙戊酸對(duì)食管癌細(xì)胞的直接作用尚未見(jiàn)報(bào)道。

5.2曲古霉素A(trichostatinA，TSA) 曲古霉素A亦稱(chēng)曲古抑菌素A(TSA)的藥用價(jià)值在近些年來(lái)被挖掘出來(lái)，被人們視作一類(lèi)新型抗腫瘤藥物。但是，受HDACi藥物以及腫瘤特異性的影響，目前尚未完全闡明這種抑制劑的具體機(jī)制。已有研究結(jié)果顯示，TSA能夠?qū)Χ喾N腫瘤細(xì)胞的增殖產(chǎn)生抑制作用，主要通過(guò)劑量依賴(lài)性以及時(shí)間依賴(lài)性方式來(lái)發(fā)揮作用[32]。EC9706 細(xì)胞會(huì)在施加以特定濃度 TSA的條件下發(fā)生凋亡現(xiàn)象，這一過(guò)程主要與TSA 作用EC9706 細(xì)胞引起 Bax、Bcl-2及caspase．8、caspase．9表達(dá)水平改變有關(guān)。Dong等[33]研究表明HDAC抑制劑曲古抑菌素A和丁酸鈉可通過(guò)調(diào)節(jié)Bmi-1的表達(dá)，逆轉(zhuǎn)食管鱗KYSE-150R細(xì)胞獲得性放射抵抗。Ma等[34]研究表明HDAC抑制劑TSA通過(guò)抑制PI3K/Akt和ERK1/2通路激活，可抑制食管癌細(xì)胞生長(zhǎng)。

5.3丁酸鈉(sodiumbutyrate) 丁酸鈉屬于腸道黏膜營(yíng)養(yǎng)劑的一種，其屬于四碳脂肪酸鹽。相關(guān)文獻(xiàn)顯示，丁酸鈉能夠?qū)Χ喾N腫瘤細(xì)胞的增殖產(chǎn)生抑制作用，最典型的為結(jié)腸癌、肝癌、胃癌等，通過(guò)對(duì)腫瘤細(xì)胞分化以及基因表達(dá)等生理活動(dòng)的影響，引發(fā)細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。研究表明丁酸鈉通過(guò)超乙酰化導(dǎo)致DNA和組蛋白分離，對(duì)NDRG1基因表達(dá)產(chǎn)生誘導(dǎo)作用并對(duì)食管癌EC9706細(xì)胞生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用[35]。在這一過(guò)程中，食管癌細(xì)胞分化會(huì)受到刺激而增強(qiáng)。因此，丁酸鈉可作為食管癌的誘導(dǎo)分化劑。

6 展 望

通過(guò)本研究可知，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就組蛋白去乙?；敢种苿┰谀[瘤治療領(lǐng)域的作用進(jìn)行了深入的探究。就現(xiàn)階段而言，組蛋白去乙酰化酶抑制劑已經(jīng)逐漸成為一種前景較好的新型抗腫瘤藥物。組蛋白去乙酰化酶抑制劑在食管癌治療領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值極高，其能夠?qū)κ彻馨┘?xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，增強(qiáng)食管癌細(xì)胞的放射敏感性并誘導(dǎo)其凋亡。不過(guò)，從客觀上來(lái)講，目前關(guān)于此課題的研究尚未成熟，如尚未探明組蛋白去乙?；敢种苿┱T導(dǎo)食管癌細(xì)胞停滯與凋亡的具體機(jī)制，尚未探索出對(duì)食管癌特別敏感的組蛋白去乙酰化酶抑制劑的合成篩選途徑等。另外目前還并未針對(duì)組蛋白去乙酰化酶抑制劑單獨(dú)使用以及與其他藥物合并使用的問(wèn)題進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)對(duì)比。盡管已有研究仍然有諸多不成熟之處，但是從客觀上來(lái)講，隨著此領(lǐng)域研究工作的不斷深入，組蛋白去乙?；敢种苿┰谑彻馨┡R床治療領(lǐng)域的價(jià)值必然會(huì)不斷增強(qiáng)，食管癌患者的生存率也將大幅提升。