Cell Rep │ 史隽课题组揭示3个全新的HDAC4酶活性反应物及其在肌肉萎缩症中的重要作用

组抗原去乙酰化肽（HDAC， histone deacetylase）是癌症抑制剂共同开发新领域的热点。在人类所当中假定18种相同的HDAC，可以促使细分为4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要假定于细胞器当中，主要特性是给组抗原；大萘。II类HDAC促使分为：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11大部分在脑部，小肠和睾丸当中理解。III类HDAC与蛋白酶抗原SIR2特别，采用NAD+而不是特指的肽促共激活剂Zn2+。与传统习俗的I类HDAC相同，II类HDAC却是是组抗原；大萘肽。这类HDAC的抗原肽区的一个最重要——酪氨酸（tyrosine）被组氨酸（histidine）取代，因而针对组抗原的；大萘抗原肽比I类HDAC较低1000多倍。因此，II类HDAC被普遍确信却是是一个有活性的肽，而是一个结构抗原，通过联结其他抗原起效用。一个流行的理论是，II类HDAC可以识别系统特定核酸从前赖氨酸（lysine）的萘去除，联结上之前可以招募别的抗原，比如I类HDAC当中的HDAC3。HDAC3可以提供II类HDAC缺失的去萘抗原肽，并且还可以继续联结NCoR/SMRT核苷酸共依赖性复合物，从而直接影响遗传核苷酸。另一个主要理论是，II类HDAC可以联结一些核苷酸突变（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而依赖性这些核苷酸突变依赖性的遗传核苷酸。然而只是因为II类HDAC对组抗原的抗原肽很较低，就确信II类HDAC从未抗原肽的推论是不严谨的。光谱学分析全细胞抗原的萘去除推测有很多抗原质都可以被萘化。这些抗原质不大部分大部分包括细胞器内的抗原，还包括细胞质和肝细胞从前的抗原等。另外，生物体并从未组抗原，但是在生物体从前，也推测有很多抗原可以被萘去除。这些迹象都暗示了II类HDAC很有可能还是有抗原肽的，丝氨酸是与组抗原相同的其他抗原质。一个不太好的例子就是IIb类HDAC6的丝氨酸之一是细胞质当中的肌动蛋白抗原。然而到迄今为止为止，只有很少的IIa类HDAC的丝氨酸被推测，大部分还是通过过理解的方法断定的，却是一定是但会的周边环境因素周边环境下的真正的丝氨酸。HDAC4属于IIa类HDAC，在果蝇脂质当中，对多种诱导躯干快速增长的刺激反应后，HDAC4的理解总量会减小。在因为衰引起的躯干快速增长症当中，HDAC4在人类所或者果蝇躯干当中的理解总量也会减小。HDAC4上半身敲除 (constitutive whole body knockout) 的果蝇在出生之前不久因为骨骼发育精神状态而失踪。组织性特异的HDAC4遗传敲除的果蝇的资料结果显示HDAC4在但会的周边环境因素周边环境下不是需的，但是在压力或者生病的周边环境下，它会有新的特性。因此，促使了解癌症状态下HDAC4的分子遗传物质可能会开辟新的治疗选择。2019年10月15日，博拉生物科技公司美国生产工厂的史隽课题组在Cell Reports发表二本书HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的文章，通过新共同开发新的强效的IIa类HDAC特异的小分子依赖性剂，联结遗传敲除的手段，推测了三个全新的HDAC4肽丝氨酸：肌球抗原重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激抗原70 (Hsc70)，同时还分析了HDAC4催化这些丝氨酸的微生物学意义。以前的很多针对IIa类HDAC的学术研究大部分是通过依赖性遗传理解的方法来实现的。但是遗传不理解，致使整个抗原理解减缓，却是必区分这类抗原作为肽或者是功能性抗原的特性。而迄今为止发表的广谱的HDAC抗原肽的小分子依赖性剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 其实都只能依赖性I类HDAC，对IIa类HDAC基本从未活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发新的比如说叫TMP195的小分子，都是针对IIa类HDAC非常特异的小分子依赖性剂，但是它对IIa类HDAC的EC50据估计在0.2 μM大约，活性却是较较低。为了必需来得好的学术研究IIa类HDAC的特性，博拉公司共同开发新出一个新颖的IIa类HDAC依赖性剂 -- NVS-HD1，非常强效，EC50 < 1nM。NVS-HD1的选择性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个小分子，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列化合物的早期的依赖性剂。采用这些特异的IIa类HDAC依赖性剂，联结传统习俗的遗传knockdown 或者knockout，史隽课题组找到了三个HDAC4 (也可能是别的IIa类HDAC) 的丝氨酸。HDAC4可以去除MyHC上的萘。MyHC是致使躯干收缩的sarcomere的主要成分。依赖性 HDAC4可以减小蛋白质MyHC的总量，并且在细胞和果蝇当中依赖性由镇静剂（dexamethasone）和神经缺失引起的MyHC的抗原质损失。一个2010年的报道确信脂质当中HDAC4的敲除可以依赖性能降解MyHC的E3泛素连接肽MuRF1的遗传核苷酸，从而预防性由于去神经引起的躯干快速增长。而这篇文章揭示了一种相同的机制 -- 却是需要依赖性MyHC抗原。HDAC4过理解会致使MyHC的降解，而抗原肽缺失的D840N突变体则不必。即使MuRF1过理解后，IIa类HDAC依赖性剂也足以阻止MyHC的降解。因而可能的机理是，HDAC4被依赖性后，MyHC上的赖氨酸被乙酰化，所以不必被MuRF1加上泛素，也就不会被泛素抗原体系统降解。MyHC是脂质当中的最重要抗原，保持MyHC的抗原总量就可以预防性躯干快速增长，并且保持躯干收缩特性。相似的机理也适用于HDAC4的另一个丝氨酸 -- PGC-1α。在躯干特异性PGC-1α转遗传果蝇当中，PGC-1α的mRNA减小了> 10倍，而抗原质大部分减小？3倍，部分情况是PGC-1α会被不久降解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不大部分可以在细胞当中而且可以在DDT当中减小PGC-1α抗原水平，却不显着直接影响PGC-1α mRNA水平。NVS-HD1减小的PGC-1α抗原质的总量也是？3倍，和转遗传果蝇相近。在失神经的果蝇躯干当中，即使PGC-1α mRNA水平显著降较低，HDAC4敲除或IIa类HDAC依赖性剂也能阻止PGC-1α抗原的减缓。依赖性所有的 IIa类HDAC比之外的HDAC4缺失真实感来得显著，与蛋白质观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC不行）却是需要联结的结果相吻合，暗示了IIa类HDAC中间可以互补效用。PGC-1α是代谢和肝细胞产生通路当中的最重要核苷酸共激活突变。过理解PGC-1α的果蝇表现出提高的肝细胞特性，相近于运动后的变动。因此NVS-HD1可能在肝细胞癌症或者其他代谢癌症当中发挥最重要的效用。这篇文章也推测HDAC4可以和Hsc70却是需要联结，并且可以去掉Hsc70的第128位赖氨酸的萘去除。当HDAC4的抗原肽被依赖性之前，乙酰化的Hsc70就不必不太好的联结镇静剂的介导。但是只有与Hsc70和Hsp90联结的镇静剂的介导，才是被全然激活的可以联结镇静剂的状态。因而IIa类HDAC依赖性剂可以依赖性镇静剂和介导联结，从而预防性由它引起的躯干快速增长。Hsc70是许多客户抗原行使但会特性所须要的分子婚姻，因此其他最重要途径也可能受HDAC4的调节。除此以外，这篇文章还推测HDAC3，MEF2却是必和HDAC4却是需要联结。IIa类HDAC依赖性剂也并从未直接影响MEF2依赖性的遗传的理解。以前提出的IIa类HDAC作为功能性抗原的工作机理其实在脂质当中却是正确。独有出处:M.Cadena1,JiangZhu1,ChikwenduIbebunjo1,et al.HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain, PGC-1α, and Hsc70Author links open overlay panel.ce11 rep.Volume 29, Issue 3, 15 October 2019, Pages 749-763.e12