王發(fā)玲，謝 珂，王艷林，曹春雨

(三峽大學醫(yī)學院 腫瘤微環(huán)境與免疫治療湖北省重點實驗室，湖北 宜昌 443002)

組蛋白去乙?；?histone deacetylase，HDAC)主要催化組蛋白和非組蛋白賴氨酸殘基的去乙?；磻纱苏{(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄，并參與腫瘤等多種疾病的發(fā)生與發(fā)展[1]。研究證實，HDAC的異常高表達與三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer, TNBC)的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，是TNBC新的治療靶點和預后標志物。本文就HDAC家族蛋白與三陰性乳腺癌發(fā)生、發(fā)展以及HDAC抑制劑的研發(fā)和其用于抗三陰性乳腺癌治療的最新研究進展做一綜述。

1 HDAC的分類和功能特點

目前發(fā)現(xiàn)的人HDAC共有18種，它們分屬兩大蛋白家族，即經(jīng)典HDAC蛋白家族(HDAC1- 11)和sirtuin蛋白家族(Sirt1- 7)。根據(jù)與酵母的同源性及輔助因子的依賴性，人HDAC又可被分為4類：HDAC Ⅰ、HDAC Ⅱ、HDAC Ⅲ和HDAC Ⅳ， 而HDAC-Ⅱ又被分為HDAC Ⅱa和HDAC Ⅱb 2個亞類。HDAC家族成員的分類及特點(表1)。

一般而言, 組蛋白乙?；欣贒NA與組蛋白解離而使核小體結(jié)構(gòu)松弛，從而使各種轉(zhuǎn)錄因子和協(xié)同轉(zhuǎn)錄因子能有效結(jié)合到相應DNA元件上，由此激活基因轉(zhuǎn)錄。而組蛋白去乙?；淖饔脛t是抑制基因轉(zhuǎn)錄。在細胞核內(nèi)，組蛋白乙酰化與去乙?；^程處于動態(tài)平衡，該平衡由組蛋白乙酰化轉(zhuǎn)移酶(histone acetyltransferase, HAT)和HDAC共同調(diào)控。HAT能將乙酰輔酶A中的乙酰基轉(zhuǎn)移到組蛋白特定賴氨酸殘基側(cè)鏈中的氨基上，使其攜帶的正電荷消失；HDAC則催化組蛋白中賴氨酸的去乙酰化，使其正電荷得以恢復。去乙?；?guī)д姾傻慕M蛋白能與帶負電荷的DNA緊密結(jié)合，并導致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)致密卷曲和基因轉(zhuǎn)錄抑制。

2 HDAC與TNBC的發(fā)生與發(fā)展

TNBC泛指雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和表皮生長因子受體2(HER2)均低表達或不表達的一類上皮來源的乳腺導管癌。與其他類型乳腺癌(如ER 陽性和HER2陽性乳腺癌)相比，TNBC具有更強的增殖和侵襲能力，易發(fā)生遠端器官轉(zhuǎn)移。因TNBC不表達上述受體，其對內(nèi)分泌治療和靶向ER和HER2的小分子藥物治療不敏感。目前國內(nèi)外TNBC治療主要是手術(shù)切除結(jié)合常規(guī)化療，但化療后復發(fā)率高，療效不佳。而中晚期TNBC患者則病情進展迅速，多伴有腫瘤轉(zhuǎn)移，平均生存期僅約12個月，低于其他類型乳腺癌患者[2]。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，TNBC細胞系和TNBC患者瘤組織中的HDAC表達水平高于其他乳腺癌，并與腫瘤細胞的惡性表型和不良預后正相關(guān)。對包括三陰性乳腺癌在內(nèi)的149例乳腺癌組織樣本進行qPCR分析發(fā)現(xiàn)，75例(50.3%)癌組織中有HDAC5 mRNA高表達[3]。長期隨訪研究顯示，HDAC5 mRNA高表達與乳腺癌患者長期無病生存率、存活率和遠端器官腫瘤轉(zhuǎn)移率顯著性相關(guān)。通過長期臨床樣本隊列研究也發(fā)現(xiàn)，HDAC2和HDAC3在高侵襲性三陰性乳腺癌患者癌組織中高表達，并且與ER、PR和HER2的低表達顯著相關(guān)[4]。

HDAC9對TNBC的發(fā)生發(fā)展具有重要的調(diào)控作用，其在靶向抑制CDKN1A表達的同時抑制促凋亡蛋白Bax和DR4(death receptor 4) 表達，從而抑制腫瘤細胞的凋亡和促進增殖[5]。 此外，HDAC9還可以通過靶向抑制SOX9基因表達而促進腫瘤細胞發(fā)生及腫瘤細胞的有絲分裂。而HDAC8則能催化轉(zhuǎn)錄因子YY1(Ying Yang 1) 乙?；^而上調(diào)TNBC細胞系MDA-MB- 231和MDA-MB- 468細胞中突變型P53(R248W突變) 的表達，后者競爭性抑制野生型P53的功能、促進腫瘤細胞惡性增殖[6]。侵襲是腫瘤細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移的重要原因，HDAC1、HDAC6和HDAC8均可通過促進基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase- 9，MMP- 9)在MDA-MB- 231細胞中高表達進而增強腫瘤細胞的侵襲能力[7]。HDAC6能夠去乙?；[瘤抑制因子MST1的35位賴氨酸，導致其經(jīng)溶酶體途徑降解從而促進三陰性乳腺癌細胞的增殖[8]。 miR- 15和let- 7是近年來廣泛研究的重要microRNAs，其可通過多種途徑抑制腫瘤細胞增殖、代謝和轉(zhuǎn)移[9- 10]。新近研究發(fā)現(xiàn)，HDAC3通過下調(diào)啟動子區(qū)組蛋白乙?；瘉硪种苖iR- 15和let- 7基因轉(zhuǎn)錄，由此促進三陰性乳腺癌細胞的增殖[11]。

除了作用于抑癌基因和腫瘤抑制因子以外，HDAC也可以通過調(diào)控不同組蛋白修飾的交叉會話來影響TNBC的發(fā)生與發(fā)展。本文作者新近研究發(fā)現(xiàn)，HDAC5和組蛋白去甲基酶LSD1(lysine specific demethylase)在TNBC患者的組織樣本中均高表達，并與腫瘤惡性程度正相關(guān)。HDAC5通過穩(wěn)定LSD1去泛素化酶USP28的活性來抑制LSD1蛋白的泛素化降解，從而提高LSD1的蛋白水平。此外，HDAC5還能與LSD1形成功能性復合體，協(xié)同抑制包括P21在內(nèi)的多種抑癌基因的表達[12]。LSD1是重要的抗腫瘤表觀遺傳治療靶點，其能夠特異性催化組蛋白H3K4一或二甲基化修飾的去甲基化，從而抑制抑癌基因轉(zhuǎn)錄[13- 14]。這一發(fā)現(xiàn)提示：HDAC5能通過與LSD1的交叉會話來協(xié)同促進TNBC細胞增殖和遷移。

表1 HDAC的分類和特點Table 1 Classification and characteristics of HDAC

HDAC對腫瘤干細胞的增殖和干性維持亦具有重要調(diào)控作用。HDAC8通過穩(wěn)定Notch1蛋白導致Notch信號通路過度激活，由此促進乳腺癌腫瘤干細胞增殖[15]。除HDAC8以外，研究發(fā)現(xiàn)HDAC1和HDAC7的高表達亦是維持TNBC干細胞干性、促進腫瘤細胞增殖和遷移的關(guān)鍵因素。使用siRNA沉默HDAC1或HDAC7均能改變TNBC腫瘤干細胞干性表型，并抑制腫瘤細胞的增殖和遷移[16]。腫瘤干細胞惡性增殖是包括三陰性乳腺癌在內(nèi)的多種腫瘤發(fā)生的始發(fā)因素，上述研究結(jié)果表明，多種HDAC家族蛋白在TNBC干細胞的干性維持和惡性增殖過程中發(fā)揮了重要的作用。

HDAC家族蛋白還可能參與腫瘤免疫逃逸。新近報道，抑制HDAC1可逆轉(zhuǎn)MDA-MB- 231細胞的免疫逃逸作用[17]，I類HDAC抑制劑entinostat可促進T細胞對MDA-MB- 231細胞殺傷作用。該研究提示，HDAC1可能在TNBC免疫逃逸形成機制中發(fā)揮重要作用。

3 HDAC抑制劑在TNBC治療中的應用

由于HDAC與TNBC發(fā)生的機制研究不斷取得進展，近年來已開發(fā)多種以HDAC去乙酰基酶活性為靶點的小分子抑制劑并單獨或聯(lián)合應用于TNBC的基礎(chǔ)和臨床研究。

目前已有的HDAC非選擇性抑制劑主要包括：SAHA(vorinostat)、MS- 275(entinostat)、LBH589(panobinostat)、TSA(trichostatin A)、PXD101(belinostat)和PCI- 24781(abexinostat) 等。而HDAC選擇性抑制劑主要是靶向I類(HDAC1～3，8)和IIb類(HDAC6，10)HDAC，包括HDAC1和HDAC2抑制劑FK228(romidepsin)、HDAC3抑制劑RGFP966、HDAC4和HDAC5抑制劑LMK235、HDAC6抑制劑ACY- 1215(rocilinostat)、tubastatin A和tubacin，以及HDAC8抑制劑PCI- 34051等。值得注意的是，多種HDAC抑制劑不僅抑制去乙?；富钚? 而且能夠通過miRNA途徑干預HDAC基因表達。如：多種HDAC抑制劑(trichostatin A，valproic acid，apicidin)均可通過上調(diào)miRNA- 125a- 5p而在轉(zhuǎn)錄后水平下調(diào)HDAC5的表達，進而通過caspase3和caspase9信號通路引起TNBC干細胞發(fā)生內(nèi)源性細胞凋亡，從而抑制腫瘤細胞增殖[18]。前述研究顯示使用HDAC抑制劑(SAHA，RGFP966，depsipeptide)亦可逆轉(zhuǎn)HDAC3介導的miR- 15和let- 7表達抑制。其機制在于，該抑制劑能激活致癌性轉(zhuǎn)錄因子MYC的表達，后者與miR- 15和let- 7基因啟動子相互作用后, 上調(diào)這兩種miRNA的表達水平，繼而介導三陰性乳腺癌MDA-MB- 231和MDA-MB- 468細胞發(fā)生凋亡，從而發(fā)揮抗腫瘤效應。

目前，HDAC抑制劑與化療藥物聯(lián)合應用顯示出較好的抗TNBC增殖效應，如LMK- 235與硼替佐米聯(lián)合用于TNBC治療能產(chǎn)生藥物協(xié)同作用[3]。除了聯(lián)合常規(guī)化療藥物，HDAC抑制劑還可與其他分子靶向藥物聯(lián)合應用以增強其抗TNBC細胞增殖的作用。將廣譜HDAC抑制劑SAHA與TRAIL(tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand，腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導配體) 聯(lián)合處理三陰性乳腺癌MDA-MB- 231細胞系發(fā)現(xiàn)，相較單獨用藥，SAHA與TRAIL聯(lián)用可更顯著抑制細胞周期，使G0/G1期的細胞增加但S期細胞減少，同時還通過上調(diào)TRAIL死亡受體DR4/DR5表達和抑制抗凋亡蛋白BCL- 2及其下游分子表達而促進癌細胞發(fā)生凋亡[19]。

2017年有研究發(fā)現(xiàn)，在TNBC小鼠模型中，聯(lián)合應用HDAC抑制劑SAHA和辛伐他汀能夠通過激發(fā)細胞凋亡和中斷Rab7異戊烯基化明顯降低腫瘤生長速度[20]。同年還發(fā)現(xiàn)，選擇性Ⅱa類HDAC抑制劑TMP195可在體內(nèi)通過調(diào)節(jié)巨噬細胞表型來改變腫瘤微環(huán)境，從而減少小鼠體內(nèi)的腫瘤負荷、抑制腫瘤細胞肺部轉(zhuǎn)移[21]。該研究同時發(fā)現(xiàn)，TMP195和化療藥物或者與T細胞的細胞周期檢查點阻斷藥物聯(lián)合應用能增強化療藥物對三陰性乳腺癌腫瘤抑制的持久性。上述研究提示，抑制HDAC具有重要的抗三陰性乳腺癌治療價值。

4 問題與展望

綜上所述，異常高表達的HDAC可以通過調(diào)控癌基因和抑癌基因表達、干預細胞信號通路、促進腫瘤干細胞干性維持以及參與腫瘤免疫逃逸等多種途徑促進TNBC的惡性增殖、侵襲和遷移。且臨床長期隨訪研究發(fā)現(xiàn)HDAC的表達水平與TNBC的遠端器官轉(zhuǎn)移、復發(fā)和生存期等顯著相關(guān)，顯示HDAC是重要的TNBC標志物和治療靶點。目前已開發(fā)多種HDAC小分子抑制劑，其通過抑制HDAC的去乙?；富钚阅軌蛴行б种芓NBC腫瘤細胞的增殖和遷移。但由于HDAC作為組蛋白去乙?；讣韧ㄟ^催化組蛋白去乙?；诨虮磉_調(diào)控上游水平發(fā)揮抑制作用，又通過去乙?；鞍仔肿觼戆l(fā)揮功能調(diào)控作用，其作用途徑多樣和復雜。目前，HDAC促TNBC發(fā)生發(fā)展的分子機制尚未完全闡明，如能進一步擴大分析臨床TNBC患者腫瘤樣本中HDAC家族蛋白的表達差異與TNBC惡性程度和轉(zhuǎn)移的相關(guān)性，分析和鑒定HDAC家族蛋白促進TNBC的下游效應分子，將有望闡明HDAC家族蛋白促進TNBC發(fā)生的分子機制。此外，HDAC蛋白家族成員眾多，除去乙?；富钚酝膺€可通過與蛋白分子形成復合物或相互作用干預靶蛋白的功能，因此必須進一步深入解析HDAC家族各成員的結(jié)構(gòu)和功能特征，才能為特異性HDAC蛋白抑制劑的研發(fā)奠定基礎(chǔ)、為抗TNBC的臨床治療提供更有效的靶向治療藥物。