Tubastatin A(HDAC抑制剂)

背景^[1-6]

Tubastatin A(HDAC抑制剂)是是有效的，特异的组蛋白去乙酰化酶类型I和II(HDAC class I/II)抑制剂，对HDAC的IC50值为1.8 nM。对其选择性是HDAC8外的其他亚型的1000多倍。Tubastatin A选择性作用于所有同工酶除了HDAC8，对所有亚型不含HDAC8，保持超过1000倍的选择性，对HDAC8具有约57倍的选择性。2.5μM Tubastatin A优先诱导α-tubulin高度乙酰化。

10μM Tubastatin A轻微诱导组蛋白乙酰化。Tubastatin A 5μM开始对同型半胱氨酸诱导的神经元细胞死亡具有保护作用，这种作用具有剂量依赖性，10μM时，达到完全保护。Tubastatin A(10μM)作用于胆管癌细胞系，诱导乙酰化的α-tubulin水平增加，和初级纤毛表达的恢复，初级纤毛表达的恢复与下调Hedgehog(Hh)和MAPK信号通路，以及减少细胞增殖率（平均50％）和浸润（40％）相关。

Tubastatin A作用于LPS刺激的人类THP-1巨噬细胞，显著抑制TNF-α和IL-6，IC50分别为272 nM和712 nM。Tubastatin A作用于小鼠Raw 264.7巨噬细胞，抑制一氧化氮（NO）分泌，这种作用具有剂量依赖性，IC50为4.2μM。Tubastatin A降低体内胆管癌的生长。Tubastatin A(10 mg/kg)处理同基因大鼠原位胆管癌模型，诱导低于平均瘤重6倍，降低肿瘤重量与肝脏重量和体重（分别为5和5.6倍）的比值。Tubastatin A处理肿瘤，与对照组相比，显著降低PCNA阳性细胞的量(34%vs 65%)。Tubastat A按30 mg/kg剂量腹腔注射给药弗氏完全佐剂（FCA）诱导的动物炎症模型，显著抑制鼠爪体积。

Tubastat A(30 mg/kg腹腔注射)处理胶原诱导型关节炎DBA1小鼠的爪子组织，显著降低临床评分（〜70％），和IL-6表达。Tubastatin A对所有11种HDAC同种型基本上具有选择性，并且对除HDAC8之外的所有同种型保持超过1000倍的选择性，其中它具有约57倍的选择性。在同型半胱氨酸（HCA）诱导的神经变性分析中，Tubastatin A在5μM开始时显示出针对HCA诱导的神经细胞死亡的剂量依赖性保护，在10μM时接近完全保护。

在100 ng/mL时，Tubastatin A可增加Foxp 3+T调节细胞（Tregs）对体外T细胞增殖的抑制作用。当肌原性过程早期α-微管蛋白高度乙酰化时，CC12细胞中的Tubastatin A治疗会导致肌管形成受损;然而，当α-微管蛋白在肌管中进行三乙酰化时会发生肌管伸长。最近的一项研究表明，Tubastatin A治疗增加了细胞弹性，正如原子力显微镜（AFM）试验所揭示的那样，而不会对小鼠卵巢癌细胞系MOSE-E和MOSE-L中的肌动蛋白微丝或微管网络发生剧烈变化。

应用^[7][8]

Tubastatin A(HDAC抑制剂)可用于阿尔茨海默病模式动物药物对比研究：

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以认知功能进行性减退为主要临床表现的神经退行性病变。其确切的病因尚不清楚,近年来有研究显示组蛋白去乙酰化酶6(histone deacetylase6,HDAC6)在AD病人的海马和皮层中表达增加,但其过表达的作用尚存在争议。将6月龄PAP小鼠随机分为模型组、溶剂对照组(vehicle,DMSO/生理盐水=1：10)、阳性对照组(SAHA,50mg/kg)、tubastatin A组(25mg/kg)和ACY-1215组(25mg/kg)。并以同窝阴性的C57BL/6J小鼠作为正常对照组(WT),每组16只,雌雄各半,腹腔注射连续给药20天。每4天称一次小鼠体重。

HDAC6在成年C57BL/6J小鼠脑组织内分布较为广泛,但具有相对区域特异性：在海马、皮层和杏仁核等与认知相关脑区的表达最为丰富；有细胞特异性：主要分布在各类神经元的细胞浆中,而在胶质细胞中无表达。HDAC6在WT和PAP小鼠海马和皮层的表达随年龄增加而明显增多。与同龄WT小鼠相比,AD小鼠脑中HDAC6的表达从3月龄开始明显增多,且随年龄增加HDAC6过表达的趋势更明显,ace-a-tubulin相应减少。

与PAP小鼠相比,Hdac6敲除后并不影响小鼠的自主活动和焦虑情绪,但能明显改善其认知功能,PAP×Hdac6KO小鼠脑内老年斑沉积未有明显变化,但ELISA检测结果显示其脑内可溶性Aβ42的含量明显减少,tau蛋白的磷酸化水平显著降低,P-GSK3p的表达明显上调,Hdac6敲除可明显改善PAP小鼠脑中微管的超微结构Tubastatin A和ACY-1215能明显抑制HDAC6勺活性,改善PAP小鼠的认知功能,减少老年斑的沉积和可溶性Aβ40/42的含量,抑制APP的β/γ-切割和GSK3(3的活性,降低tau蛋白的磷酸化水平,促进自噬清除过程,并改善微管的超微结构,而对小鼠的自主活动和焦虑水平及体重、脑重和肝肾功能无明显影响。

结论HDAC6的正常表达可能对维持认知相关脑区神经元的正常功能具有重要作用。HDAC6过表达在AD中很可能通过影响Ap/P-tau的生成和自噬清除发挥了神经损伤作用。HDAC6是很可能是AD的治疗靶点,HDAC6特异性抑制剂tubastatinA和ACY-1215或许是治疗AD的潜在药物。

参考文献

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