摘要: 组蛋白去乙酰化酶(HDACs)能够催化组蛋白去乙酰化作用从而抑制基因转录。HDACs还能够使非组蛋白去乙酰化，通过与其他蛋白质相互作用，进而调节各种生物过程。HDAC的异常水平通常被认为与癌症、代谢综合症和神经退行性疾病等各种疾病相关。 HDAC的... 展开 组蛋白去乙酰化酶(HDACs)能够催化组蛋白去乙酰化作用从而抑制基因转录。HDACs还能够使非组蛋白去乙酰化，通过与其他蛋白质相互作用，进而调节各种生物过程。HDAC的异常水平通常被认为与癌症、代谢综合症和神经退行性疾病等各种疾病相关。 HDAC的突变或异常表达常在肿瘤中观察到，这使其成为许多肿瘤的重要治疗靶标。HDAC不仅仅是通过过度表达来诱发肿瘤，还通过截短突变或钝化突变。HDAC通过多种机制与肿瘤发生相关联，迄今已知HDAC在肿瘤发生中的作用机制不止一种。目前已有五个HDAC抑制剂被批准上市用于恶性肿瘤治疗，正在进行Ⅱ/Ⅲ期临床试验评估的HDAC抑制剂有20多种。此外，大量临床前研究表明，HDAC抑制剂可与多种抗肿瘤药物协同作用，以对抗具有不同作用机制的癌症。以上这些足以说明HDAC抑制剂在抗恶性肿瘤方面具有巨大潜力。 正因为癌症和其他疾病非常需要具有高效力和优异选择性的HDAC抑制剂作为的药物，因此努力开发新型HDAC探针也势在必行。目前关于HDAC的探针主要分为基于活性的探针、PET探针和小分子荧光探针。而小分子荧光探针不仅具有灵敏，快速，高通量和易自动化等优点，还可以控制时间，以便研究时间或细胞依赖性HDAC活性，因此小分子荧光探针在用于检测HDAC活性和活细胞成像方面具有巨大潜力。 然而目前对于HDAC小分子荧光探针的研究还相对较少，本课题设计了一类具有开关机制的环境敏感型荧光抑制剂，选择HDAC最常用的异羟肟酸类抑制剂SAHA作为识别基序，考虑到小体积荧光团可以最小程度地影响母体配体的结合亲和力，设计相对小的荧光团SBD以掺入SAHA的结构中。在经典设计策略中，荧光团不参与靶蛋白的结合，因此亲本配体的结合活性或多或少地降低。而在我们的设计策略中，我们采用了目前HDAC最常用的抑制剂SAHA为母体结构，将SAHA结构中的芳环部分用SBD荧光团取代，在SAHA结构中苯环是表面识别区域（Cap结构），用SBD荧光团将其取代没有破坏SAHA对HDAC的药效团模型，避免了常规设计策略中荧光团对探针与靶蛋白结合的影响。我们期望发现可用于诊疗一体化研究的HDAC荧光抑制剂， 通过各种生物活性评价选择化合物Z4用于细胞显微成像研究，其体外抑酶活性与阳性对照药SAHA相当，亚型选择性也与阳性对照药SAHA类似，均对ClassⅠ族内的HDAC1和HDAC3有较高选择性，而对HDAC2和HDAC8的选择性欠佳;对ClassⅡa族内的HDAC6的选择性最好;对ClassⅡb族内的HDAC7选择性较差。但在体外抗肿瘤活性增殖实验和细胞凋亡实验中表现出比阳性对照药SAHA更小的细胞毒性，Z4具有良好的光学性质、适宜的细胞毒性和与HDAC较高的亲和力，并在显微成像实验中表现出良好的成像效果，对高表达HDAC的MOLT4细胞和PC-3细胞染色，而对低表达HDAC的HEK293细胞几乎不染色，说明化合物Z4选择性标记HDAC高表达的细胞。通过共定位成像实验也表明了化合物Z4主要的染色部位是细胞质，这与已有报道结果一致，但化合物Z4与膜染料有较高共染率62.1％且与核染料几乎不共染，我们推测是由于化合物Z4的膜穿透性不好，大量聚积在细胞膜表面且难以透过核膜导致，今后的工作中应增加化合物的亲脂部分以提高膜穿透性 在后续研究中，我们将探索此探针在测定HDAC酶活与HDAC抑制剂筛选等方面的应用，并考虑尝试以活性更好的新型HDAC抑制剂作为母体结构，以提高化合物与HDAC的亲和力。今后在设计化合物过程中会考虑引入亲脂性基团以增加化合物的膜穿透性。 收起