表观遗传失调通常与人类疾病,特别是与癌症有关,而各种针对表观遗传调节剂的药物也在如火如荼的开发。组蛋白修饰包括乙酰化,甲基化,泛素化,磷酸化,磺酰化,核糖基化等,其中组蛋白乙酰化修饰始终占据着核心地位。组蛋白乙酰化存在三步调控体系:组蛋白乙酰转移酶(HATs)作为 “写入器",向组蛋白赖氨酸残基添加乙酰基团;组蛋白去乙酰化酶(HDACs)充当 “擦除器",去除乙酰修饰以逆转该过程;溴结构域(Bromodomains)等蛋白模块则作为 “读取器",特异性结合乙酰化位点,介导染色质状态与基因转录的下游调控。
组蛋白乙酰转移酶(HATs)催化乙酰基转移 (写入) 到组蛋白尾巴上的目标赖氨酸 (Lys或K) 残基的基团上,可以中和赖氨酸的正电荷,使浓缩的染色质松弛,促进基因转录的激活,还为具有识别该组蛋白修饰的 "结合基序蛋白" (如读取蛋白 BRDs) 提供了结合位点。常用的HTAs抑制剂如下表所示:
组蛋白去乙酰化酶(HDACs)从高乙酰化组蛋白中除去乙酰基并抑制基因转录。哺乳动物中的 HDACs 分为四类:Zn2+依赖性的 I (HDAC1/2/3/8),II (IIa: HDAC4/5/7/9; IIb: HDAC6/10) 和 IV 类 HDAC (HDAC11),以及机制比较独特的NAD +依赖性的 III 类 HDAC,也称为Sirtuins (SIRT1-SIRT7)。组蛋白修饰与非编码RNA相互作用在糖尿病心肌病中的动态过程如下图[1]所示。

TSA(曲古抑菌素 A)是羟肟酸类 Zn²⁺型 HDAC 抑制剂,仅抑制Class I、II、IV;对 Class III Sirtuin 无任何抑制活性。烟酰胺(NAM)是Sirtuins竞争性抑制剂,仅阻断Class III(全部 SIRT1–7)对 Zn²⁺依赖的 I/II/IV 类 HDAC 无抑制效果。二者联用可以同时阻断 Zn²⁺型全部 HDAC + NAD⁺依赖 Sirtuins,实现四类 HDAC 全覆盖,这是表观实验经典的 “全 HDAC 广谱抑制组合"。常用的HDAC 抑制剂如下表所示:
溴结构域 (Bromodomains, BRDs) 被认为是第一个组蛋白结合模块。这类蛋白能够特异性识别组蛋白尾巴上的乙酰化赖氨酸残基,还可以结合非组蛋白的乙酰化赖氨酸残基。常用的BRD (BET) 抑制剂如下表所示:

转染后12小时,细胞分别接受DMSO或TSA(abs817876,Absin,上海,中国)处理,浓度为1 µM,处理时间为24小时。

T细胞激活导致组蛋白乙酰化水平升高(abs817539,Absin,上海,中国) ,处理浓度为 5 µM。
[1] DOI: 10.1002/cac2.12374
[1] International journal of molecular sciences. DOI: 10.3390/ijms25063427 IF 5.7
[2] Clin Epigenetics. DOI: 10.1186/s13148-024-01634-w. IF 4.4
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