组蛋白去乙酰化酶抑制剂在心肌梗死中的研究新进展

2017-01-17 09:48范致星
中国老年学杂志 2017年14期
关键词:乙酰化心肌梗死血栓

曾 萍 杨 简 范致星

(三峡大学心血管病研究所 三峡大学第一临床医学院心内科,湖北 宜昌 443003)



组蛋白去乙酰化酶抑制剂在心肌梗死中的研究新进展

曾 萍 杨 简 范致星

(三峡大学心血管病研究所 三峡大学第一临床医学院心内科,湖北 宜昌 443003)

心肌梗死;组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACI)

组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACIs)可以有效抑制组蛋白去乙酰化,组蛋白乙酰化程度对基因表达、染色体结构、表观调控等方面起到重要调节作用。根据酵母细胞转录因子同源程度将HDAC分为4类:①HDAC 1,2,3,8;②HDACI 4,5,7,9;③SIRT 1~7;④HDAC 11。心肌梗死(MI)发生的主要原因是冠状动脉内血栓形成,如果血栓持续堵塞冠脉,就会延长心肌缺血时间导致心肌发生不可逆性损伤,同时斑块附近会快速释放组织型纤溶酶原激活物(t-PA)以溶解局部血栓。研究表明,抗血小板药物、药物洗脱支架、缺血时间等都与MI严重程度明显相关〔1〕。研究表明,HDACIs能促进t-PA产生,抑制炎症因子表达〔2,3〕。本文主要对多种HDACIs在MI中发挥的重要作用进行综述。

1 HDACI的生物学特性

HDACIs曾被广泛用于癌症治疗,近年来研究表明,其与多种疾病病理过程高度相关(如MI)。HDACIs能抑制炎症因子表达,从而有效缓解血管炎症反应。另外,HDACs能激活免疫细胞(如巨噬细胞),HDACIs可以显著抑制巨噬细胞活化。另外,HDACIs能有效抑制白细胞介素(IL)-10表达、提高抗感染因子水平〔4〕,HDACIs可以显著提高t-PA水平、促进Akt、MKK3、PPAR信号通路表达,从而发挥心肌保护效应。研究表明,HDACIs能有效促进心室功能、降低MI面积〔5〕。HDACIs具有抗感染作用,能有效减少MI面积并稳定斑块。总之,HDACIs在MI中的治疗作用越来越受到关注。

2 HDACIs与MI

t-PA基因敏感性与组蛋白乙酰化水平相关,HDACIs可以显著提高t-PA水平,从而促进血管内血栓斑块溶解,缓解MI症状。研究表明,t-PA增强子低分泌型组发生MI的风险是对照组的3倍〔6〕。多种HDACIs具有抗感染效应,能有效抑制血管炎症反应,抑制核因子(NF)-κB激活、降低炎症基因表达〔7〕。另外,HDACIs可以激活丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶(MAPKP)-1,从而抑制LPS介导的p38MAPK信号通路〔8〕。一项HDAC3敲除实验中发现PPARr及LXR信号通路明显上调,导致较少心肌发生易损病变〔9〕。另外,在MI中,PPAR-δ信号通路激活可以明显抑制血管内皮细胞凋亡,促进新生血管形成。Zhao等〔10〕研究发现,Akt及MKK3信号通路是心肌梗死中的存活关键分子,发挥心肌保护作用,同时能促进心肌细胞再生和血管再生、提高心室功能、减少MI面积。

3 HDACIs相关性药物与MI

多种HDACIs相关性药物都可以改善MI症状,抑制心室重构、减少心梗面积。因此,HDACIs可能是治疗MI的新靶点。

3.1 丙戊酸(VPA) VPA作为一种HDACI,可以增加机体血清t-PA水平,降低纤溶酶原激活抑制剂(PAI-1)水平。Svennerholm等〔11〕通过一项MI患者临床研究发现,应用HDACI药物尤其是VPA的患者血清中能检测到较高的t-PA水平。尤其针对患有血栓栓塞性疾病高风险患者,HDACIs用于MI治疗时,可以促进机体纤溶功能。Kristina等〔12〕还发现用VPA预先处理实验猪,在心肌急性缺血时可以升高其体内t-PA含量。Olesen等〔13〕研究发现,经VPA治疗的患者MI面积减少40%。VPA作为一种HDACI,可以促进血栓栓塞性疾病患者体内释放t-PA,从而缓解心肌梗死症状。

3.2 环磷脂酸(CPA) CPA于1992年在多头绒泡菌中被发现,它是一种自然存在的磷脂,可以产生于磷脂酶(PL)D2,能抑制HDAC2。CPA有富含环丙烷的脂酰链及与丙三醇的sn-2、sn-3结合的环磷酸结构,CPA可以通过稳定沉默介导子类维生素A及甲状腺激素受体(SMRT)-PPARγ复合体,发挥调节PPAPr信号通路功能〔14〕。另外,CPA可以抑制细胞增殖,烷基磷酸盐(AGP)可以刺激内皮组织动脉粥样硬化形成,Tsukahara等〔15〕研究发现冠状动脉内AGP水平升高后会通过释放CPA,抑制促炎因子释放。CPA作为一种HDACI,通过抑制HDAC2的表达,在炎症相关心血管疾病中发挥重要作用。

3.3 曲古抑菌素A(TSA) TSA作为一种HDACI,能抑制HDAC1及HDAC2,可以明显降低血压及血管炎症反应,心肌缺血时使用TSA可以抑制HDAC水平保护心脏功能〔16〕。使用TSA处理胚胎干细胞可以刺激肌细胞及血管生成,TSA的应用与MI后心肌功能恢复有关,并且TSA可以减少MI面积。Zhao等〔10〕研究表明,TSA处理的实验鼠MI面积与对照组相比显著降低,并且TSA治疗后左心室舒张压(LVDP)及左心室舒张末压(LVEDP)功能均明显改善。Zhang等〔17〕研究发现,TSA可以增加冠状动脉血流灌注,促进c-kit CSCs的自我更新,促进心肌细胞增殖。TSA可以通过抑制CHOP表达及CHOP介导的凋亡减轻心肌损伤,增强细胞稳定性,并且能有效保护缺血再灌注后的心肌。

3.4 伏立诺他(SAHA) SAHA作为一种HDACI,能抑制HDAC1及HDAC2,最初被FDA批准用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤,具有抗癌作用,能促进癌细胞的自噬功能。Xie等〔18〕研究发现大剂量SAHA (50 mg/kg)可以降低MI面积约45%,较低剂量SAHA(30 mg/kg)可以降低MI面积约20%。超声显示SAHA治疗可以改善心肌缺血再灌注后心肌收缩功能,在用SAHA治疗的心肌梗死边缘带发现有大量自噬体形成,这表明SAHA对心脏的保护作用依赖于自噬泡的内吞;另外,SAHA还有抗感染、促进细胞增殖等作用,但其心脏保护的最主要机制还是通过自噬泡的内吞作用实现的。

3.5 Scripataid及Mocetinostat Scripataid是一种人工合成的HDACI,在一项MI动物实验中观察到应用Scripataid后MI面积与空白对照组相比下降46.8%。在小鼠动物模型中,HDACI可以抑制HDAC功能,降低MI面积〔16〕,并且Scripataid治疗缺血心肌后可以将HDAC降至基础水平,同时不会导致RNA水平的大幅度波动〔19〕。Mocetinostat能抑制HDAC 1,2,3,在缺血性心衰中能调节IL-6/STST3信号轴,抑制心肌纤维化。但是为了进一步研究Scripataid在MI中的治疗作用,还需进行更多动物试验及临床研究。

4 小结与展望

MI作为一种严重的心血管疾病,其致死率较高。应用HDACIs相关性药物是治疗MI的新方法。然而,这些药物大都只经历过动物实验,只有少数应用于临床研究。因此,将HDACIs相关性药物应用到临床仍然有许多要解决的问题。为了进一步研究HDACIs相关性药物,还需要进行更大规模更高质量的临床研究。

1 Dorn GW.Novel pharmacotherapies to abrogate postinfarction ventricular remodeling 〔J〕.Nature Rev Cardiol,2009;6(4):283-91.

2 Larsson P,Bergh N,Lu E,etal.Histone deacetylase inhibitors stimulate tissue-type plasminogen activator production in vascular endothelial cells〔J〕.J Thromb Thrombolysis,2013;35(2):185-92.

3 Schmitz ML,de La Vega L.New Insights into the Role of Histone Deacetylases as Coactivators of Inflammatory gene expression.〔J〕.Antioxid Redox Signal,2015;23(1):85-98.

4 Villagra A,Cheng F,Wang HW,etal.The histone deacetylase HDAC11 regulates the expression of interleukin 10 and immune olerance〔J〕.Nat Immunol,2009;10(1):92-100.

5 Bush EW,McKinsey TA.Protein acetylation in the cardiorenal axis:the promise of histone deacetylase inhibitors〔J〕.Circ Res,2010;106(2):272-84.

6 Kathiresan S,Yang Q,Larson MG,etal.Common genetic variation in five thrombosis genes and relations to plasma hemostatic protein level and cardiovascular disease risk〔J〕.Arterioscler Thromb Vasc Biol,2006;26(6):1405-12.

7 Bode KA,Kate S,Hume DA,etal.Histone deacetylase inhibitors decrease Toll-like receptor-mediated activation of proinflammatory gene expression by impairing transcription factor recruitment.〔J〕.Immunology,2007;122(4):596-606.

8 Jeong Y,Du R,Zhu X,etal.Histone deacetylase isoforms regulate innate immune responses by deacetylating mitogen-activated protein kinase phosphatase-1.〔J〕.J Leukoc Biol,2014;95(4):651-9.

9 Hoeksema MA,Gijbels MJ,Bossche JVD,etal.Targeting macrophage Histone deacetylase 3 stabilizes atherosclerotic lesions〔J〕.EMBO Mol Med,2014;6(9):1124-32.

10 Zhao TC,Du J,Zhuang S,etal.HDAC inhibition elicits myocardial protective effect through modulation of MKK3/Akt-1〔J〕.PLoS One,2013;8(6):1566.

11 Svennerholm K,Haney M,Biber B,etal.Histone deacetylase inhibition enhances tissue plasminogen activator release capacity in atherosclerotic man 〔J〕.PLoS One,2015;10(3):e0121196.

12 Kristina S,Niklas B,Pia L,etal.Histone deacetylase inhibitor treatment increases coronary t-PA release in a porcine ischemia model〔J〕.PLoS One,2014;9(5):e97260.

13 Olesen JB,Hansen PR,Abildstrøm SZ,etal.Valproate attenuates the risk of myocardial infarction in patients with epilepsy:a nationwide cohort study 〔J〕.Pharmacoepidemiol Drug Safety,2011;20(2):146-53.

14 Tsukahara T.The role of PPARγ in the transcriptional control by agonists and antagonists.〔J〕.Ppar Res,2012;2012:362361.

15 Tsukahara T,Haniu H,Matsuda M.Cyclic Phosphatidic acid inhibits alkyl-glycerophosphate-induced downregulation of histone deacetylase 2 expression and suppresses the inflammatory response in human coronary artery endothelial cells〔J〕.Int J Med Sci,2014;11(9):955-61.

16 Granger A,Abdullah I,Huebner F,etal.Histone deacetylase inhibition reduces myocardial ischemia-reperfusion injury in mice 〔J〕.FASEB J,2008;22(10):3549-60.

17 Zhang L,Qin X,Zhao Y,etal.Inhibition of histone deacetylases preserves myocardial performance and prevents cardiac remodeling through stimulation of endogenous angiomyogenesis〔J〕.J Pharmacol Exper Therap,2012;341(1):285-93.

18 Xie M,Kong Y,Tan W,etal.HDAC inhibition blunts ischemia/reperfusion injury by normalizing cardiomyocyte autophagy〔J〕.J Am Coll Cardiol,2013;61(10):E2111.

19 Matsui T,Tao J,del Monte F,etal.Akt activation preserves cardiac function and prevents injury after transient cardiac ischemia in vivo 〔J〕.Circulation,2001;104(3):330-5.

〔2017-03-10修回〕

(编辑 曲 莉)

国家自然科学基金资助项目(No.81470387)

杨 简(1982-),男,博士,副主任医师,硕士生导师,主要从事冠心病研究。

曾 萍(1990-),女,在读硕士,主要从事冠心病研究。

R54

A

1005-9202(2017)14-3623-03;

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.14.107

猜你喜欢
乙酰化心肌梗死血栓
抑癌蛋白p53乙酰化修饰的调控网络
以剑突下疼痛为首发症状的急性心肌梗死1例
防栓八段操 让你远离深静脉血栓
乙酰化处理对不同木材性能影响的研究
急性心肌梗死并发心律失常的临床特征分析
乙酰化修饰对天然免疫调节机制研究取得进展
急诊PCI治疗急性心肌梗死的护理探索构架
三种血栓各有堵点
三种血栓各有堵点
组蛋白乙酰化在消化系统肿瘤中的研究进展