9-组蛋白(去)乙酰化
【国家自然科学基金】_去乙酰化_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 推荐指数 胆固醇流出 3 小檗碱 3 肝x受体 2 组蛋白类 2 凋亡 2 乳头状瘤病毒科 2 乙酰化作用 2 主要组织相溶性复合物 2 atp结合盒转运体a1 2 酵母elp3 1 酞酰亚胺类化合物 1 遗传 1 转录,遗传 1 转录 1 诱导分化 1 衰老 1 蛋白质表达 1 蛋白共价修饰 1 胚胎发育 1 胃癌 1 肿瘤抑制 1 肿瘤/基因治疗 1 肝癌细胞株 1 聚adp核糖聚合酶1(parp-1) 1 细胞凋亡 1 细胞内 1 组蛋白去甲基化酶 1 线粒体 1 相互作用 1 热量限制 1 活性测定 1 活性氧自由基 1 氧化应激 1 毕赤酵母 1 抑制因子,免疫 1 抑制因子 1 心脏发生 1 巨噬细胞源性泡沫细胞 1 寿命 1 基因转录调控 1 合成 1 受体 1 去乙酰化作用 1 去乙酰化 1 化学合成 1 分泌表达 1 分子对接 1 免疫 1 先天性心脏病 1 乙酰化转移酶抑制剂 1 乙酰化蛋白 1 α -糖苷酶抑制剂 1
乙酰化和去乙酰化修饰
乙酰化和去乙酰化修饰
乙酰化修饰通常发生在蛋白质的赖氨酸残基上，通过将乙酰基添加到赖氨酸上来改变蛋白质的电荷、构象和亲疏水性质。
这可以影响蛋白质的互作、局部结构和整体折叠状态。
乙酰化修饰也可以发生在DNA上，通过将乙酰基添加到组蛋白蛋白质上来影响DNA的紧密度和可读性，从而影响基因表达。
去乙酰化修饰则是通过去除蛋白质、DNA或RNA上的乙酰基来调节它们的功能。
这种修饰方式常常由去乙酰化酶催化，是维持细胞内化学平衡的重要机制。
例如，去乙酰化修饰可以改变某些DNA结合蛋白质与DNA的亲和力，从而影响染色质的结构和转录调控。
总之，乙酰化和去乙酰化修饰是细胞内非常重要的化学修饰方式，通过调节蛋白质、DNA或RNA的功能和稳定性，维持着细胞内的正常生理活动。
- 1 -。
组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响
第23卷 第10期2011年10月V ol. 23, No. 10Oct., 2011生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences文章编号：1004-0374(2011)10-0993-04组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响王云帅，齐 晖，李富荣*(1 暨南大学第二临床医学院(深圳市人民医院)普外科，深圳 518020；2深圳市老年医学研究所，深圳 518020)摘 要：成体干细胞(adult stem cells, ASCs)是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，它们可以再生修复损伤的组织和器官，是组织工程和细胞治疗的理想细胞。
但是ASCs 在体外扩增过程中容易发生自主分化和衰老，影响其在临床的广泛应用。
组蛋白乙酰化作为表观遗传调节的重要机制，参与细胞分化、衰老及凋亡等众多细胞活动的调控。
该文就组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响进行综述。
关键词：组蛋白乙酰化;成体干细胞;细胞分化; 细胞衰老 中图分类号：Q813；Q25 文献标志码：AEffect of histone acetylation to the biological property of adult stem cellsWANG Yun-Shuai, QI Hui, LI Fu-Rong*(1 Department of General Surgery, The Second Affiliated Hospital (Shenzhen People’s Hospital) of Jinan University ;Shenzhen 518020, China; 2 Shenzhen Institute of Gerontology, Shenzhen 518020, China)Abstract: Adult stem cells(ASCs)are undifferentiated cell types found among differentiated cells in tissue , which can regenerate to repair damaged tissues and organs.They have been considered as good stem cells in some fields like tissue engineering and cell therapies. However, spontaneous differentiation and aging of ASCs during culture proliferation in vitro have dampened the clinical application of ASCs. Histone acetylation, as an important mechanism of epigenetic regulation, has been known to be involved in the regulation cell differentiation, aging, apoptosis and so on . In this review, we focus on the effect of histone acetylation to the biological property of ASCs .Key words: histone acetylation ; adult stem cells; cell differentiation; cell aging收稿日期：2011-04-12； 修回日期：2011-06-13基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”项目)(2004CCA-01500)；广东省自然科学基金项目(6027540)；深圳市 科技计划项目(201001005)资助*通信作者：E-mail: fhh021@染色质的表观遗传调节机制包括组蛋白乙酰化、去乙酰化、甲基化等调控，被认为是成体干细胞的一个重要调节机制[1]。
9-组蛋白(去)乙酰化
分子机制研究套路（九）组蛋白（去）乙酰化课题：组蛋白乙酰转移酶A在B基因转录调控中的作用1．概念介绍：表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
表观遗传的现象很多，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。
染色质的基本组成单位是核小体，核小体是由146bp碱基对缠绕由H2A、H2B、H3、H4各2个组成的组蛋白八聚体构成的，各个核小体之间由H1连接，最终组成染色质。
组蛋白修饰指对组蛋白N端尾部氨基酸的修饰，包括乙酰化、磷酸化、甲基化和泛素化等。
在组蛋白的各种修饰方式中，组蛋白乙酰化的研究较为透彻。
组蛋白的乙酰化主要发生在赖氨酸残基上，赖氨酸侧链含有氨基，在生理条件下带正电荷，从而能够和含有磷酸基团的DNA紧密结合，被乙酰化后使得正电荷被中和，无法和DNA紧密结合使得染色质结构松散，促进基因的表达。
组蛋白的乙酰化动态平衡由大量不同的组蛋白去乙酰转移酶（HDAC）和组蛋白乙酰化酶（HAT）调节。
如前所述，组蛋白的乙酰化能够促进某些基因的激活，因此通过使用HDAC抑制剂相对提高组蛋白乙酰化的程度，能够显著上调大量具有保护作用的基因，达到治疗某些疾病的目的。
目前临床使用的HDAC抑制剂包括丙戊酸（VPA）、曲古菌素A、丁酸苯酯等。
早期，人们认为组蛋白修饰只是提供一个信号，指导与染色体功能相关的非组蛋白与染色体的结合。
随着研究的深入，人们越来越清楚地认识到这些修饰的某种组合对转录调控具有极其深刻的影响，“组蛋白修饰密码”假说诞生了。
这个假说推测特定的组蛋白修饰是同一个组蛋白或另一个组蛋白分子进一步修饰的决定因素，特定的共价修饰，修饰发生的顺序特征以及各种修饰的组合模式形成了复杂的“组蛋白密码”，这种密码决定了基因的转录状态，这种密码会被调控染色体结构和基因转录的蛋白质解读。
2．示意图：图1：组蛋白乙酰化的动态调节过程图2：核心组蛋白八聚体的结构和组蛋白尾部可能的共价修饰3．研究思路：3.1HDAC抑制剂使B基因mRNA上调，且使B基因启动子组蛋白H4乙酰化水平升高 .. 3 3.2组蛋白乙酰转移酶A过表达增强B基因启动子的转录活性 (3)3.3B基因启动子上有A蛋白的结合,过表达A蛋白能升高细胞内源性B基因mRNA水平.4 3.4B基因启动子上的两个Sp1结合位点被确认 (4)3.5乙酰转移酶A和转录因子GATA-1协同激活B基因启动子转录，B基因启动子上两个GATA-1位点对于A的功能是必要的 (5)3.6乙酰转移酶A与转录因子GATA-1和Sp1协同增强B基因启动子的转录活性 (7)3.1HDAC抑制剂使B基因mRNA上调，且使B基因启动子组蛋白H4乙酰化水平升高为弄清楚组蛋白乙酰化是否与B基因的转录调控有关，用HDAC抑制剂丁酸钠aBu和TSA 处理cell-1细胞，培养24h后，进行RT-PCR分析。
组蛋白修饰及其功能乙酰化
5
2. 组蛋白的甲基化
组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶（ histone methyltransfera，seHMT）完成的。甲基化可发生在组 蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上，而且赖氨酸残基能够 发生单、双、三甲基化，而精氨酸残基能够单、双甲 基化，这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修 饰和调节基因表达的复杂性。
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3. 组蛋白的磷酸化8源自组蛋白共价修饰间的关系组蛋白的其他修饰方式 相对而言，组蛋白的甲基化修饰方式是最稳定的，所以最适合作为稳定的表观遗传信息。而 乙酰化修饰具有较高的动态，另外还有其他不稳定的修饰方式，如磷酸化、腺苷酸化、泛素 化、ADP核糖基化等等。这些修饰更为灵活的影响染色质的结构与功能，通过多种修饰方式 的组合发挥其调控功能。
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组蛋白乙酰化调节转录的机制
组蛋白乙酰化引起染色质结构改变及基因转录活性变化的至少包括以下几个方面： ①组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化能够使组蛋白携带正电荷量减少，降低其与带负电荷的 DNA链的亲和性，导致局部 DNA与组蛋白八聚体解开缠绕，从而促使参与转录调控的各种 蛋白因子与DNA特异序列结合，进而发挥转录调控作用； ②组蛋白的N末端尾巴可与参与维持染色质高级结构的多种蛋白质相互作用，更加稳定了核 小体的结构。而组蛋白乙酰化却减弱了上述作用，阻碍了核小体装配成规则的高级结构（如 螺线管）； ③组蛋白乙酰基转移酶（ HAT）对相关转录因子或活化因子进行乙酰化修饰以调节基因的表 达。如 CBP／P300对P53的乙酰化可增强其特异性 DNA结合能力、转录激活能力，并延长其 半衰期。
组蛋白不同修饰之间的关系 乙酰化一般是活性染色质的标志，而甲基化和磷酸化则在活性染 色质和非活性染色质中都存在。组蛋白 H3K9的甲基化在调节基因 表达、染色质组装和异染色质形成过程发挥重要作用。 H3S10的 短暂磷酸化足以使H3K9甲基化引起的染色质浓缩变得疏松。这是 一个两种组蛋白同时调节染色质组装状态的例子：稳定的甲基化 和动态的磷酸化标记。
9-组蛋白去乙酰化
修正版分子机制研究套路（九）组蛋白（去）乙酰化课题：组蛋白乙酰转移酶A在B基因转录调控中的作用1.K念介绍：表观遗传学是研究基因的核甘酸序列不发生改变的情况下基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
表观遗传的现象很多主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。
染色质的基本组成单位是核小体，核小体是由146bp碱基对缠绕由H2A、H2B、H3、H4各2个组成的组蛋白八聚体构成的，各个核小体之间由H1连接，最终组成染色质。
组蛋白修饰指对组蛋白N端尾部氨基酸的修饰，包括乙酰化、磷酸化、甲基化和泛素化等。
在组蛋白的各种修饰方式中，组蛋白乙酰化的研究较为透彻。
组蛋白的乙酰化主要发生在赖氨酸残基上，赖氨酸侧链含有氨基，在生理条件下带正电荷，从而能够和含有磷酸基团的DNA紧密结合，被乙酰化后使得正电荷被中和，无法和DNA紧密结合使得染色质结构松散，促进基因的表达。
组蛋白的乙酰化动态平衡由大量不同的组蛋白去乙酰转移酶HDAC）和组蛋白乙酰化酶（HAT）调节。
如前所述，组蛋白的乙酰化能够促进某些基因的激活，因此通过使用HDAC抑制剂相对提高组蛋白乙酰化的程度，能够显著上调大量具有保护作用的基因，达到治疗某些疾病的目的。
目前临床使用的HDAC抑制剂包括丙戊酸（VPA1曲古菌素A、T酸苯酯等。
早期，人们认为组蛋白修饰只是提供一个信号，指导与染色体功能相关的非组蛋白与染色体的结合。
随着研究的深入，人们越来越清楚地认识到这些修饰的某种组合对转录调控具有极其深刻的影响，"组蛋白修饰密码”假说诞生了。
这个假说推测特定的组蛋白修饰是同一个组蛋白或另一个组蛋白分子进一步修饰的决定因素，特定的共价修饰，修饰发生的顺序特征以及各种修饰的组合模式形成了复杂的"组蛋白密码"，这种密码决定了基因的转录状态，修正版 这种密码会被调控染色体结构和基因转录的蛋白质解读。
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巨噬细胞极化与动脉粥样硬化斑块稳定性的研究进展
巨噬细胞极化与动脉粥样硬化斑块稳定性的研究进展①刘理谢燕飞余军（江西中医药大学医学转化中心，南昌 330004）中图分类号R392.12 文献标志码 A 文章编号1000-484X（2023）10-2115-07［摘要］动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，其中粥样斑块的形成与演变直接影响疾病进程。
斑块中纤维帽变薄、脂核区增大、胶原降解酶增多等都会影响斑块稳定性，导致斑块破裂，并进一步形成血栓，最终引发一系列心血管疾病。
巨噬细胞泡沫化后构成粥样斑块中的重要成分。
近年研究发现巨噬细胞不同表型占比影响斑块稳定性。
本文就巨噬细胞表型、巨噬细胞极化对斑块稳定性的影响及相关机制进行综述。
［关键词］巨噬细胞；极化；斑块稳定性Research progress on macrophage polarization and atherosclerotic plaque stabilityLIU Li，XIE Yanfei，YU Jun. Center Office of Translational Medicine，Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine， Nanchang 330004， China［Abstract］Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease in which formation and evolution of atherosclerotic plaques directly affect progression of disease. There are many factors that affect stability of plaques such as thinning of fibrous cap， enlargement of lipid nucleus and increase of collagenase， which can lead to plaque rupture and formation of thrombus and ultimately lead to a series of cardiovascular diseases. Macrophage foam constitutes an important component in atheromatous plaques. In recent years， studies have found that proportions of macrophages with different phenotypes affect stability of plaque. This article reviews relationship between macrophage phenotypes， polarization and plaque stability and related mechanisms.［Key words］Macrophages；Polarization；Plaque stability动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，其主要病变表现为部分动脉脂质沉积，并伴有平滑肌细胞和纤维基质增生，逐渐发展为动脉粥样硬化斑块，斑块破裂往往伴随纤维帽变薄、脂质池增大、炎症活动增加、蛋白水解酶含量增加等现象［1］。
组蛋白修饰及其功能(乙酰化,甲基化,磷酸化等)-于凯资料
组蛋白修饰的生物学意义
尤其是组蛋白乙酰化、甲基化修饰能为相关调控蛋白提供其在组蛋白上的附着位点，改变染色质结 构和活性。一般来说，组蛋白乙酰化能选择性的使某些染色质区域的结构从紧密变得松散，开放某 些基因的转录，增强其表达水平。而组蛋白甲基化既可抑制也可增强基因表达。乙酰化修饰和甲基 化修饰往往是相互排斥的。在细胞有丝分裂和凋亡过程中，磷酸化修饰能调控组蛋白共价修饰间的关系
组蛋白的其他修饰方式 相对而言，组蛋白的甲基化修饰方式是最稳定的，所以最适合作为稳定的表观遗传信息。而 乙酰化修饰具有较高的动态，另外还有其他不稳定的修饰方式，如磷酸化、腺苷酸化、泛素 化、ADP核糖基化等等。这些修饰更为灵活的影响染色质的结构与功能，通过多种修饰方式 的组合发挥其调控功能。
组蛋白修饰及其功能(乙酰化,甲基化,磷酸化 等)-于凯
组蛋白乙酰化调节转录的机制
组蛋白乙酰化引起染色质结构改变及基因转录活性变化的至少包括以下几个方面： ①组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化能够使组蛋白携带正电荷量减少，降低其与带负电荷的 DNA链的亲和性，导致局部 DNA与组蛋白八聚体解开缠绕，从而促使参与转录调控的各种 蛋白因子与DNA特异序列结合，进而发挥转录调控作用； ②组蛋白的N末端尾巴可与参与维持染色质高级结构的多种蛋白质相互作用，更加稳定了核 小体的结构。而组蛋白乙酰化却减弱了上述作用，阻碍了核小体装配成规则的高级结构（如 螺线管）； ③组蛋白乙酰基转移酶（HAT）对相关转录因子或活化因子进行乙酰化修饰以调节基因的表 达。如 CBP／P300对P53的乙酰化可增强其特异性 DNA结合能力、转录激活能力，并延长其 半衰期。
2. 组蛋白的甲基化
组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶（histone methyl transferase，HMT）完成的。甲基化可发生在组 蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上，而且赖氨酸残基能够 发生单、双、三甲基化，而精氨酸残基能够单、双甲 基化，这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修 饰和调节基因表达的复杂性。
组蛋白乙酰化_去乙酰化与基因表达调控
（ 人 类 包 括 (&)、 簇 、 %&’% 家 簇 *+,) - ’,()、 、 它们能利用 +56 *,.(+, 等 ） /01$ - 23(4 家簇， 水解产生的能量使染色质构型改变或核小体滑动7 “组蛋白尾巴” 另一类就是参与 修饰的酶类， 主要 是 使 组 蛋 白 乙 酰 化 - 去 乙 酰 化 的 酶 （.+58 和 .4+,8）7 .+58 使组蛋白尾巴乙酰化，形成“开 放” 的染色质结构， 便于转录进行； 相反， .4+,8 “封闭” 使组蛋白去乙酰后， 染色质形成 结构， 导致
" 组蛋白乙酰化 # 去乙酰化与基因表达 调控
人们很早就发现组蛋白乙酰化与基因活化有 关，而去乙酰化与基因沉默有关，但组蛋白乙酰 化 % 去乙酰化参与基因表达调控的机制至今仍不 清楚 * 目前认为组蛋白乙酰化 % 去乙酰化主要通 过以下几种方式影响基因的表达 * 一是组蛋白乙
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组蛋白修饰及其功能(乙酰化,甲基化,磷酸化等)-于凯
当DNA与核小体尚未解开缠绕时，转录激活因子如糖皮质激素受体可以和DNA上相 应的反应元件（GRE）结合。当结合至GRE之后，糖皮质激素募集共激活因子如CBP到染 色体上的靶转录基因区。此时，共激活因子利用HAT活性使得结合在DNA启动子区域的核 心组蛋白乙酰化，进而使DNA与组蛋白结合减弱，核小体释放，转录因子和RNA聚合酶可 以与DNA上特异的启动子结合，启动靶基因的转录。
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2. 组蛋白的甲基化
组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶（histone methyl transferase，HMT）完成的。甲基化可发生在组 蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上，而且赖氨酸残基能够 发生单、双、三甲基化，而精氨酸残基能够单、双甲 基化，这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修 饰和调节基因表达的复杂性。
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组蛋白修饰的生物学意义
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尤其是组蛋白乙酰化、甲基化修饰能为相关调控蛋白提供其在组蛋白上的附着位点，改变染色质结 构和活性。一般来说，组蛋白乙酰化能选择性的使某些染色质区域的结构从紧密变得松散，开放某 些基因的转录，增强其表达水平。而组蛋白甲基化既可抑制也可增强基因表达。乙酰化修饰和甲基 化修饰往往是相互排斥的。在细胞有丝分裂和凋亡过程中，磷酸化修饰能调控蛋白质复合体向染色 质集结。
通常，异染色质结构域组蛋白呈低乙酰化，常染色质结构 域组蛋白呈高乙酰化。
酵母组蛋白乙酰化与去乙酰化的调节
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组蛋白乙酰化调节转录的机制
组蛋白乙酰化引起染色质结构改变及基因转录活性变化的至少包括以下几个方面： ①组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化能够使组蛋白携带正电荷量减少，降低其与带负电荷的 DNA链的亲和性，导致局部 DNA与组蛋白八聚体解开缠绕，从而促使参与转录调控的各种 蛋白因子与DNA特异序列结合，进而发挥转录调控作用； ②组蛋白的N末端尾巴可与参与维持染色质高级结构的多种蛋白质相互作用，更加稳定了核 小体的结构。而组蛋白乙酰化却减弱了上述作用，阻碍了核小体装配成规则的高级结构（如 螺线管）； ③组蛋白乙酰基转移酶（HAT）对相关转录因子或活化因子进行乙酰化修饰以调节基因的表 达。如 CBP／P300对P53的乙酰化可增强其特异性 DNA结合能力、转录激活能力，并延长其 半衰期。
组蛋白乙酰化酶及去乙酰化酶与肺部疾病
㊃综述㊃D O I :10.3760/c m a .j.i s s n .1673-436X.2014.22.017作者单位:210008南京医科大学附属南京儿童医院呼吸科(冯秋琴㊁田曼);210093南京大学医学院(宋诗雨㊁王宏伟)通信作者:田曼,E m a i l :t m s w e e t @163.c o m ;王宏伟,E m a i l:h w a n g @n ju .e d u .c n 组蛋白乙酰化酶及去乙酰化酶与肺部疾病冯秋琴 宋诗雨 田曼 王宏伟ʌ摘要ɔ 组蛋白乙酰化酶与组蛋白去乙酰化酶可通过调节染色体结构而影响炎症基因的表达,亦可以通过调节非组蛋白的乙酰化和去乙酰化参与疾病的进程㊂在肺部疾病中,两者的相互平衡导致基因的异常表达或者相关调控因子的异常表达与肺癌㊁C O P D ㊁哮喘㊁激素抵抗等疾病密切相关,这也为各种组蛋白去乙酰化酶类药物应用于肺部疾病的治疗提供了理论基础㊂ʌ关键词ɔ 组蛋白乙酰化酶;组蛋白去乙酰化酶;肺部疾病;组蛋白;非组蛋白H i s t o n e a c e t y l t r a n s f e r a s e s /h i s t o n e d e a c e t y l a s e sw i t h l u n g di s e a s e F e n g Q i u q i n *,S o n g S h i y u ,T i a nM a n ,W a n g H o n g w e i .*D e p a r t m e n to f R e s p i r a t o r y M e d i c i n e ,N a n j i n g C h i l d r e n 's H o s p i t a la f fi l i a t e dt o N a n j i n g M e d i c a lU n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210008,C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r :T i a nM a n ,E m a i l :t m s w e e t @163.c o m ;W a n g H o n g w e i ,E m a i l :h w a n g @n ju .e d u .c n ʌA b s t r a c t ɔ H i s t o n ea c e t y l t r a n s f e r a s e s (HA T s )a n dh i s t o n ed e a c e t y l a s e s (H D A C s )m o d i f y th e e x p r e s s i o no f i n f l a mm a t i o n g e n e sb y r e g u l a t i n g c h r o m a t i ns t r u c t u r e .F u r t h e rm o r e ,t h e y c a na l s o p l a y an i m p o r t a n t r o l e i nd i s e a s e d e v e l o p m e n t t h r o u g hm o d i f i n g n o n h i s t o n e p r o t e i n s .I n l u n g di s e a s e s ,t h eb a l a n c e b e t w e e nHA T s a n dH D A C s i n g e n e l e v e l s a n d r e l a t e d r e g u l a t o r s a r e a s s o c i a t e dw i t hC O P D ,l u n g ca n c e r ,a s t h m a ,a n d c o r t i c o s t e r o i d r e s i s t a n c e .T h e s e f i n d i n g s m a y p r o v i d e t h e o r e t i c a lb a s ic s f o r f u r t h e rde v e l o p m e n t o fH D A C s t a r g e t i n g d r u g s i n t h e t r e a t m e n t of l u ng di s e a s e s .ʌK e y wo r d s ɔ H i s t o n e a c e t y l t r a n s f e r a s e s ;H i s t o n e d e a c e t y l a s e s ;L u n g d i s e a s e s ;H i s t o n e ;N o n h i s t o n e 染色质结构改变在真核细胞的基因表达调控中是一个重要机制㊂核小体是染色质的基本单位,它通过泛素化㊁丝氨酸的磷酸化㊁赖氨酸及精氨酸的甲基化㊁赖氨酸的乙酰化等方式修饰后参与染色体结构的改变及转录过程㊂在表观遗传学异常的过程中,组蛋白修饰毫无疑问起着重要的作用㊂核小体的组蛋白乙酰化水平可影响某些转录因子接近其所在部位的基因序列,从而影响特定基因的转录㊂而组蛋白的乙酰化水平是由相互拮抗的2种酶即组蛋白乙酰化酶(h i s t o n ea c e t y l t r a n s f e r a s e s ,HA T s )和组蛋白去乙酰化酶(h i s t o n ed e a c e t yl a s e s ,H D A C s )所调节的㊂两者之间的动态平衡影响着基因的转录与表达,进而参与疾病的发生和发展㊂以下针对H A T s /H D A C s 两者在肺部疾病的发病机制和治疗中的研究进展进行综述㊂1 组蛋白与染色体重塑自20世纪60年代以来,学者们就认识到染色质结构中组蛋白的乙酰化和去乙酰化修饰影响着核小体的结构㊂组蛋白是一种特殊的D N A 结合蛋白,被D N A 链紧密缠绕,它的乙酰化能够导致核小体结构的松散进而诱导相关基因的转录,而去乙酰化酶在组蛋白的修饰上发挥着相反的作用,它会导致核小体结构凝聚,从而影响相关基因的表达㊂核小体是染色体的基本单位,它由约146b p 的DN A 及组蛋白八聚体(H 2A ㊁H 2B ㊁H 3㊁H 4)组成[1]㊂组蛋白乙酰化的过程是乙酰辅酶A 的疏水乙酰基转移到组蛋白N 端赖氨酸残基,中和一个正电位,使得组蛋白和D N A 之间的静电引力和空间位阻增大,两者之间的联系降低,从而使得D N A 结构舒展,有利于基因的转录㊂而N 端赖氨酸残基的去乙酰化使组蛋白和D N A 之间结合更致密,从而发挥抑制基因转录的作用㊂组蛋白通过乙酰化和去乙酰化的化学修饰改变染色质的构象,在这一过程中,H A T s 及H D A C s 扮演了重要的角色㊂2 H A T s /H D A C s 的生物学特征2.1 H A T s 生物学特征 目前,公认的H A T s 按㊃2571㊃国际呼吸杂志2014年11月第34卷第22期 I n t JR e s pi r ,N o v e m b e r 2014,V o l .34,N o .22照源和功能分为6类:G N A T家族㊁p300/C B P㊁T A F1I p250㊁核受体共激活因子㊁MY S T家族(MO Z㊁Y b f2/S a s3㊁S a s2和T i p60)和T FⅢC㊂H A T s常以组蛋白为作用点,形成H A T s复合物,再对基因进行调节㊂H A T s使转录活化因子乙酰化,促使D N A与转录活化因子结合,进而促使组蛋白激酶活化,促进组蛋白的磷酸化,后转录因子募集H A T s,乙酰化修饰后的D N A结构松散,R N A聚合酶Ⅱ募集到特定位点进一步参与基因的转录过程㊂H A T s不仅有激活基因的能力,如在癌症中,它可激活癌症相关抑制基因,参与细胞凋亡过程;同时也具有基因抑制的能力,如果蝇的转录因子T细胞相关因子被乙酰化修饰后是抑制其表达的㊂2.2 H D A C s生物学特征基于酵母种系发育中的不同H D A C s的结构同源性分析,将真核生物的H D A C s分为4类:Ⅰ类H D A C s与酵母R p d3具有同源性,包括H D A C1㊁2㊁3和H A D C8;Ⅱ类H D A C s与酵母H d a1具有同源性,包括H D A C4㊁5㊁6㊁7㊁9及H D A C10;Ⅲ类H D A C s是沉默信息调节因子2及相关酶类(s i r t u i n s),其是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(N A D+)依赖的H D A C s类;Ⅳ类H D A C s 主要是H D A C11,它被独立划分为一类㊂H D A C s 各成员在细胞中的定位主要是存在于细胞核和细胞质中,少部分定位在细胞器如线粒体中㊂受H D A C s调控的蛋白种类很多,除了可以对组蛋白进行去乙酰化修饰,提高染色质结构稳定性从而抑制转录外,还可以调节如a微管蛋白㊁P53㊁P65及M y o d等非组蛋白的去乙酰化㊂另外,非典型的去乙酰化酶s i r t u i n s蛋白,可以对一些非组蛋白产生去乙酰化作用,参与单核细胞的程序性凋亡㊂其中一种由S I R T1编码的s i r t u i n s蛋白能使P53去乙酰化,下调P53介导的细胞凋亡,这和组蛋白去乙酰化酶抑制剂(H D A C i)药物目前研究用于治疗肿瘤类疾病是密切相关的[2]㊂在体外实验中,S I R T1编码的蛋白通过使P65去乙酰化从而使肺癌相关的细胞株凋亡,这为H D A C i用于肺癌的治疗提供了基础研究㊂3H A T s/H D A C s与肺部疾病3.1 H A T s/H D A C s与肺癌组蛋白的乙酰化水平和转录的活化是密切相关的㊂在肿瘤疾病中,组蛋白的乙酰化作用使得一些抑制肿瘤发生的沉默基因得以表达㊂染色质的结构中组蛋白的超乙酰化(活化)或去乙酰化(失活)可能和肿瘤的发生发展是密切相关的㊂有研究发现,特异性的H D A C i如T S A㊁丁酸苯酯㊁缩酚酸肽㊁S A H A或者M S-275在体外实验中可以诱导组蛋白的超乙酰化㊁细胞周期停滞及细胞凋亡㊂近期的研究发现D N A的甲基化和组蛋白的乙酰化过程都需要甲基结合相关蛋白㊂这些甲基化相关蛋白会通过识别甲基化的D N A从而抑制相关基因的转录[3]㊂它们也可能定位在去乙酰化酶的结构中,并在这些蛋白的基因沉默区发挥作用㊂在肺癌细胞中,D A C与丁酸苯酯联合应用会增强肿瘤相关沉默基因的高表达[2]㊂针对肿瘤细胞应用D A C及F R901228的联合应用会诱导细胞的凋亡,同时促进T细胞对肿瘤细胞的识别及杀灭㊂目前,针对这些药物应用于肺癌及胸膜肿瘤的一期临床研究已经在着手进行㊂针对H D A C i类药物可以抑制肝癌㊁肺癌㊁白血病等恶性肿瘤的生长㊁转移,并且可以促使癌细胞发生凋亡,学者们对它的抗癌机制进行了研究,提出了很多可能的作用机制,包括促凋亡㊁促分化㊁细胞周期阻滞㊁氧化应激㊁上调肿瘤抑制基因㊁下调相关生长因子㊁抑制D N A损伤修复过程等[4]㊂这些作用机制体现了表观遗传的广泛性,如组蛋白的乙酰化和去乙酰化能够影响多种基因的转录过程㊂H D A C s不仅能够使得组蛋白去乙酰化,它亦在非组蛋白的去乙酰化过程中扮演重要的角色,而这些也是H D A C i类药物能够进一步应用在肿瘤治疗中的理论依据,如H D A C s能够催化一些重要的蛋白(如H s p90㊁T u b u l i n等)和转录因子(P53㊁S T A T1等)的去乙酰化,H D A C i可以作用于H s p90,使其构象发生改变,从而下调肿瘤相关基因P53㊁R a f等的表达,并且阻断R a s-R a f-E R K1/2等通路,从而降低B A D磷酸化,抗凋亡蛋白B c l-2表达下降,促凋亡蛋白B a x表达上调,细胞色素C释放,从而促进肺癌细胞凋亡㊂3.2 H A T s/H D A C s与C O P D C O P D属于慢性炎症性疾病,在老年吸烟患者中发病率较高,以中性粒细胞趋化因子I L-8㊁肿瘤坏死因子α及白三烯B4等炎症介质升高为表现㊂这些炎症介质的释放与H A T s/H D A C s基因调控的平衡密切相关,并且与转录因子核因子κB(N F-κB)及活化蛋白A P-1有紧密联系㊂与正常人相比,吸烟患者的肺泡巨噬细胞中炎症因子的表达明显上调,H D A C s的活性明显降低[5],这与H A T s/H D A C s调节基因的转录修饰有㊃3571㊃国际呼吸杂志2014年11月第34卷第22期I n t JR e s p i r,N o v e m b e r2014,V o l.34,N o.22关㊂在C O P D患者肺组织㊁支气管活检及肺泡巨噬细胞中,总H D A C s的活性也明显下降,下降的程度和疾病的严重度呈正相关㊂炎症因子C X C L-8的表达明显增高,在C X C L-8启动子区N F-κB的结合位点组蛋白的乙酰化水平上升[6]㊂I t o等[7]研究发现C O P D患者肺组织中H D A C2的活性选择性下降, H D A C3㊁H D A C5活性轻度下降,而其他表型无明显变化㊂在严重的C O P D患者中,病情越严重, H D A C2活性下降越明显,超过95%临床确诊Ⅳ期的患者存在H D A C2表达的下降㊂吸烟是C O P D 患者的直接诱因,亦与H D A C s下降有着直接联系㊂在体内实验中发现,吸烟大鼠模型H A T s活性明显上调,而H D A C s的活性亦是明显下降的,同时与之相关的N F-κB的活性升高,相关炎症因子的表达上调[8]㊂另外,吸烟进一步促进C O P D患者的病程,病毒的感染也会加剧病情㊂炎症刺激产物肿瘤坏死因子α㊁I L-1β刺激后可以增强I K K蛋白的活化,进而促进IκB-α的磷酸化,导致N F-κB向细胞核内转移并定位到相关炎症基因的启动子区域,促进炎症基因的表达,这一过程需要辅助活化物C B P㊁P300/P C A F的协同作用㊂当C B P乙酰化特异性的P65赖氨酸残基后增加它与D N A的结合度,造成转录活性的增强,但是H D A C s活性增高可以抑制这一过程㊂研究发现, H D A C1㊁H D A C2能使C O P D患者的乙酰化的N F-κB去乙酰化,促使它排出细胞外,从而抑制下游炎症基因的表达㊂另外,氧化应激在C O P D患者中可能也扮演了重要的角色㊂C O P D患者体内H D A C s含量下降的具体机制目前尚不完全明确㊂M o o d i e等研究发现使用香烟提取物及过氧化氢等氧化产物可以使组蛋白H4乙酰化,造成H D A C2活性下降,且抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸可以逆转这一过程㊂氧化应激的损伤机制有待进一步的挖掘和探究㊂另外,激素抵抗在C O P D患者中亦普遍存在,这点在后文会作进一步阐述㊂针对治疗,茶碱是现在唯一确定的H D A C s激活剂㊂C o s i o等[9]发现,体外培养的C O P D患者的肺巨噬细胞给予低剂量的茶碱可以增加H D A C s的活性,恢复C O P D患者的激素敏感性㊂低剂量的茶碱的抗炎能力是通过与P65复合体相互作用继而影响下游炎症基因的表达㊂B a r n e s等[1]研究低剂量的茶碱可以恢复部分H D A C s的活性,但是高浓度的茶碱反而抑制H D A C s的活性㊂因此,剂量的合理性在临床运用中就显得相当重要㊂3.3 H A T s/H D A C s与哮喘哮喘属于变态反应性疾病,亦是一种慢性炎症性疾病,特征性的表现是气道高反应性及可逆性的气道收缩㊂在临床哮喘的治疗中,糖皮质激素联合β受体激动剂㊁氨茶碱类药物及抗胆碱能药是比较标准的治疗方案㊂其中糖皮质激素发挥了最重要的作用㊂I t o等研究发现哮喘患者体内的H D A C s水平较正常人水平下降,而用糖皮质激素可以有效地增加H D A C s的水平,低浓度的糖皮质激素通过募集H D A C2招募至炎症基因启动子区,使去乙酰化程度增加,D N A结构致密,进而抑制N F-κB驱动的炎症[7,10]㊂3.4 H A T s/H D A C s与其他肺部疾病肺纤维化是一种原因不明的肺部疾病,肌成纤维细胞活化㊁增殖㊁分化是致纤维化的关键因素,而转化生长因子β1是促进纤维化的重要因子,前列腺素E2被证实是一种抗纤维化的介质㊂体外实验中发现T S A 可以抑制转化生长因子β1所介导的成纤维细胞向肌成纤维细胞转化及α-平滑肌肌动蛋白㊁Ⅰ型胶原蛋白的表达㊂T S A就是主要通过下调H D A C4的表达,抑制调节因子A K T的磷酸化,减少间质中α-平滑肌肌动蛋白和Ⅰ型胶原蛋白的生成,从而发挥抗纤维化的作用[11-12]㊂近期研究发现,在肺纤维化患者的肺组织中,环氧化酶2的表达是明显下调的,而H D A C i如S A H A及L B H589可以有效地逆转环氧化酶2的表达㊂这亦是H D A C i应用于肺纤维化治疗的可能机制之一㊂针对哮喘和C O P D治疗患者的研究中发现,很多患者后期治疗中会出现激素抵抗现象[13]㊂探究发现此类激素抵抗患者细胞中H D A C2水平降低,且降低程度和疾病的严重度呈正相关,很可能激素抵抗正是由于H D A C2的表达和活性受到抑制所导致的㊂基于研究发现激素抵抗患者H D A C2水平降低,有研究发现茶碱这种H D A C s激动剂应用于这类疾病中可以有效地恢复H D A C2的活性,并提高这类患者对激素的敏感性㊂在肺间质病及肺纤维囊泡症中,有研究发现其与氧化应激密切相关,并且这2类疾病中,H D A C2的活性明显下降,激素治疗不敏感,提示H D A C2在间质性肺病和肺纤维囊泡症中起着重要的作用㊂4H A T s/H D A C s相关药物与肺部疾病目前,与H A T s/H D A C s相关的药物主要分为㊃4571㊃国际呼吸杂志2014年11月第34卷第22期I n t JR e s p i r,N o v e m b e r2014,V o l.34,N o.222大类:H D A C s激活剂及H D A C i㊂茶碱是唯一确定的H D A C s激活剂㊂在C O P D患者中,茶碱也是经典治疗药物之一,主要通过抑制支气管平滑肌磷酸二酯酶而发挥支气管舒张作用㊂B a r n e s研究发现,低剂量的茶碱可以有效地逆转激素抵抗类疾病如哮喘和C O P D患者中H D A C s的水平,并认为H D A C s通过抑制组蛋白的乙酰化过程发挥了抗炎的作用[14]㊂研究发现,C O P D疾病进展中,炎症介质和相关信号通路亦扮演着重要的角色,所以新的治疗药物如炎症介质阻断剂㊁新的长效β-受体激动剂㊁P D E4抑制剂㊁N F-κB抑制剂㊁P I3K抑制剂等也在研究之中[14]㊂另一类目前研究较多的是H D A C i,最初对H D A C i的研究主要是针对它的抗肿瘤效应㊂H D A C i通过超乙酰化作用,使得相关抑癌基因得以表达,促进癌细胞凋亡㊂其抑癌机制还与促分化㊁细胞周期阻滞㊁氧化应激等密切相关,而这些作用机制也往往依赖于细胞类型㊁实验条件㊁特异的H D A C i 等㊂有研究发现,在肺癌㊁胃肠道癌中H D A C1的表达明显增高,H D A C1可以调控周期相关蛋白的转录,H D A C1的抑制剂主要是通过上调P21导致细胞周期的阻滞[15]㊂而H D A C2与H D A C1有高度的同源性,二者的作用机制类似,H D A C2在抑制凋亡中也具有重要作用㊂另外,有研究发现,M S-275与D N A甲基化转移酶抑制剂联用,可以对非小细胞肺癌有治疗作用,这些都为H D A C i应用于肺癌的治疗提供了前景㊂由于目前H D A C i具有泛性,这就可能造成应用后不良反应的增加,所以对肿瘤组织选择性高㊁不良反应低㊁可与靶向药物联合应用的亚型选择性H D A C i正在研究中㊂5展望在肺部疾病中,目前研究发现H D A C i可以治疗肺纤维化㊁肺癌㊁哮喘,而在其他炎症性疾病如类风湿性关节炎㊁多发性硬化㊁狼疮性肾炎㊁肝炎中亦可能起重要的治疗作用[14],有待进一步的挖掘H D A C i可能的巨大作用㊂例如,已有研究报道,在肝炎中,它通过直接抑制病毒的复制和包装,从而控制丙肝的发展[16]㊂其他应用H D A C i治疗炎症性疾病涉及了H D A C i在表观遗传及非表观遗传上的共同影响作用[17],这些都揭示了H D A C i类药物对疾病的治疗作用涉及的可能不仅仅是组蛋白乙酰化及非组蛋白乙酰化过程,亦同时影响着表观遗传学及非表观遗传学,这也促发我们进一步去深入探究H A T s和H D A C s的功能及了解它们衍生出的药物在各种不同疾病进程中所扮演的不同角色,为肺部疾病及其他疾病的发展与治疗提供更多的理论依据,发挥更大的现实意义㊂参考文献[1] B a r n e 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组蛋白的乙酰化修饰作用
组蛋白的乙酰化修饰作用
《组蛋白的乙酰化修饰作用》
嘿，大家知道吗，在咱们身体这个奇妙的世界里啊，有一种特别重要的东西，叫做组蛋白的乙酰化修饰作用。
这玩意儿可神奇了！
就拿我之前观察细胞的那次经历来说吧。
我当时就像个好奇的探险家，拿着显微镜，瞪大眼睛，想要把细胞里的秘密都给挖出来。
我看着那些小小的细胞，就好像一个个神秘的小宇宙。
当我把焦点对准组蛋白的时候，哇塞，就感觉进入了一个全新的领域。
我看到那些组蛋白，它们就像是守护细胞秘密的小卫士。
而乙酰化修饰呢，就像是给这些小卫士穿上了一件特别的装备。
你想啊，本来这些小卫士可能就普普通通地站在那里，但是有了这个乙酰化修饰，就好像它们突然变得更厉害了，能更好地完成它们的任务。
就好比说，细胞这个大家庭要进行一些重要的活动，这些被乙酰化修饰过的组蛋白就能更好地调节各种事情，让一切都有条不紊地进行。
它们就像是细胞里的指挥家，让每个部分都能和谐地运作起来。
总之啊，组蛋白的乙酰化修饰作用真的太重要啦，就像我们生活中那些看似小小的改变，却可能带来大大的不同。
我这一次对细胞的观察，让我深深感受到了这个神奇的作用，也让我对我们身体里的奥秘更加着迷了呢！以后啊，我还要继续去探索更多关于组蛋白和其他神奇现象的秘密，说不定还能发现更多让我惊叹不已的事情呢！。
某大学生物工程学院《细胞生物学》考试试卷(561)
某大学生物工程学院《细胞生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（50分，每题5分）1. 载体蛋白与溶质分子结合后，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运，而通道蛋白不需要与溶质分子结合，所以跨膜转运时不发生构象的改变。
（）答案：错误解析：离子通道是门控的，当接受一定的信号刺激以后，通道蛋白构象发生改变，使通道处于开或关的状态，即离子通道的活性由通道开或关两种构象调节。
2. 146bp的DNA双螺旋盘绕组蛋白八聚体两圈整，并由组蛋白H1锁住核小体DNA的进出端。
（）答案：错误解析：146bp的DNA双螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈；组蛋白H1在核心颗粒外结合额外的20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端。
3. 将光驱动的质子泵噬盐菌菌紫质（bacteriorhodapsin）与ATP合成酶置于同一脂质体中，在光照下可由ADP和磷酸产生ATP。
（）[南京师范大学2008研]答案：正确解析：4. 组成生物膜的磷脂都有一个极性的头和两个非极性的尾。
（）答案：错误解析：线粒体膜中的心磷脂有4个非极性的尾。
5. 溶酶体存在于动物、植物、原生动物和细菌中。
（）答案：错误解析：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，植物细胞和原生动物细胞中有类似溶酶体的结构。
6. 一种mRNA可能包含序列：AATTGACCCCGGTCAA。
（）答案：错误解析：RNA含有尿嘧啶（U）但不含胸腺嘧啶（T）。
7. 胶原分子的基本结构为两条肽链构成的双螺旋结构。
（）答案：错误解析：胶原分子的基本单位是原胶原，原胶原是由三条肽链盘绕而成的三股螺旋结构。
8. 溶酶体发挥活性的最pH范围是5～6。
（）[北京师范大学2007研]答案：错误解析：溶酶体发挥活性的最pH范围是5左右。
组蛋白乙酰化 测序
组蛋白乙酰化测序
组蛋白乙酰化测序是一种生物信息学技术，用于研究组蛋白乙酰化在基因表达和调控中的作用。
组蛋白是染色质的主要构成部分之一，而乙酰化是一种重要的修饰方式，能够影响染色质结构和转录因子的结合，从而影响基因的表达。
组蛋白乙酰化测序技术通过将组蛋白进行乙酰化修饰，然后将其进行测序，以确定哪些区域被乙酰化修饰，从而揭示组蛋白乙酰化与基因表达和调控的关系。
这项技术在生物医学研究中具有广泛的应用前景，可以帮助科学家深入了解染色质修饰、调控和疾病发生的机制。
- 1 -。
组蛋白的乙酰化
多细胞生物个体发育与细胞分化过程中，其基因组 DNA并不全部表达，而呈现选择性表达，它们按照 一定的时-空顺序，在不同细胞和同一细胞的不同发
育阶段发生差异表达（differential expression）。
Cell Differentiation
分子杂交技术检测基因及其表达
支持细胞
感觉性 神经元
鞘层 细胞
细胞质中numb蛋白的不对称分布能够影响果蝇神经细胞的发育
三、基因选择性表达的转录水平调控
1. 基因的时序性表达 某一特定基因表达严格按照一定的时间顺序发生，
这称为基因表达的时间特异性（temporal specificity）。 从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段， 都会有不同的基因严格按照自己特定的时间顺序 开启或关闭，表现为分化、发育阶段一致的时间 性，也称为阶段特异性（stage specificity）。
组蛋白乙酰化：在组蛋白乙酰基转移酶作用下，于组蛋 白N-端尾部的赖氨酸加上乙酰基。
乙酰化的作用：在大多数情况下，组蛋白乙酰化有利于 基因转录。低乙酰化的组蛋白通常位于非转录活性的常 染色质区域或异染色质区域。
近年研究表明，组蛋白的化学修饰所引起的染色质结 构的动态变化能够影响细胞的分化状态的转变。
Cell Differentiation
第十五章 细胞分化
Cell Differentiation
第二节 细胞分化的分子基础
一、基因组的活动模式 二、细胞质中的细胞分化决定因子与传递方式 三、基因选择性表达的转录水平调控
Cell Differentiation
一、基因组的活动模式
基因的选择性表达是细胞分化的本质 细胞分化过程中一般并不伴有基因组的改变。 细胞分化的本质：基因的选择性表达，一些基因处
去乙酰组蛋白
组蛋白去乙酰化酶Ⅰ的ShRNA真核表达质粒构建Construction of shRNA eucharyotic expression plasmid targeted HDACⅠ姜雪莲1、李潇婷1、胡倩倩1、郭志义2（1.河北联合大学生命科学院０８生物和０９生物河北唐山 0630002. 指导教师河北联合大学医学实验研究中心）摘要[目的] 构建HDACⅠ的shRNA真核表达质粒。
[方法] 应用逆转录PCR方法，检测肺癌A549细胞系HDACⅠ的表达情况。
设计寡聚核苷酸片段，应用分子生物学技术构建HDACⅠ的shRNA表达质粒，测序确认。
通过转染A549细胞，应用实时荧光定量逆转录PCR方法检测其抑制效果。
[结果] A549细胞HDACⅠ有表达。
构建四个shRNA 质粒，测序正确。
抑制效率分别为：76%, 88%, 76%, 90%。
[结论] 我们构建了高效HDACⅠ的ShRNA表达质粒。
关键词：组蛋白去乙酰化酶Ⅰ；shRNA；质粒Abstract: [Objective] To construct shRNA eucharyotic expression plasmid targeted HDACⅠ. [Methods] the abundance of HDACⅠ mRNA level was detected by RT-PCR in A549 cells. The plasmid was constructed by molecular techniques with the designed oligonucleotide. The plasmid was identified by endoenzyme digestion and PCR, confirmed by DNA sequencing. The inhibitory efficiency was validated by RealTime RT-PCR. [Results]there are expression of HDACⅠmRNA in A549 cell line. Endoenzyme digestion and PCR analysis showed that the patterns and size length of the fragment met the design expectation. The sequence was confirmed by DNA sequencing. RealTime RT-PCR analysis showed that the inhibitory efficiency were76%, 88%, 76%, 90% .[Conclusion] The shRNA plasmids targeted HDACⅠwere constructed successfully.Key words: HDACⅠ; shRNA; plasmid组蛋白乙酰化修饰是染色质重塑机制之一，在真核基因表达调控中起着重要作用[1]。
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分子机制研究套路（九）组蛋白（去）乙酰化课题：组蛋白乙酰转移酶A在B基因转录调控中的作用1．概念介绍：表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
表观遗传的现象很多，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。
染色质的基本组成单位是核小体，核小体是由146bp碱基对缠绕由H2A、H2B、H3、H4各2个组成的组蛋白八聚体构成的，各个核小体之间由H1连接，最终组成染色质。
组蛋白修饰指对组蛋白N端尾部氨基酸的修饰，包括乙酰化、磷酸化、甲基化和泛素化等。
在组蛋白的各种修饰方式中，组蛋白乙酰化的研究较为透彻。
组蛋白的乙酰化主要发生在赖氨酸残基上，赖氨酸侧链含有氨基，在生理条件下带正电荷，从而能够和含有磷酸基团的DNA紧密结合，被乙酰化后使得正电荷被中和，无法和DNA紧密结合使得染色质结构松散，促进基因的表达。
组蛋白的乙酰化动态平衡由大量不同的组蛋白去乙酰转移酶（HDAC）和组蛋白乙酰化酶（HAT）调节。
如前所述，组蛋白的乙酰化能够促进某些基因的激活，因此通过使用HDAC抑制剂相对提高组蛋白乙酰化的程度，能够显著上调大量具有保护作用的基因，达到治疗某些疾病的目的。
目前临床使用的HDAC抑制剂包括丙戊酸（VPA）、曲古菌素A、丁酸苯酯等。
早期，人们认为组蛋白修饰只是提供一个信号，指导与染色体功能相关的非组蛋白与染色体的结合。
随着研究的深入，人们越来越清楚地认识到这些修饰的某种组合对转录调控具有极其深刻的影响，“组蛋白修饰密码”假说诞生了。
这个假说推测特定的组蛋白修饰是同一个组蛋白或另一个组蛋白分子进一步修饰的决定因素，特定的共价修饰，修饰发生的顺序特征以及各种修饰的组合模式形成了复杂的“组蛋白密码”，这种密码决定了基因的转录状态，这种密码会被调控染色体结构和基因转录的蛋白质解读。
2．示意图：图1：组蛋白乙酰化的动态调节过程图2：核心组蛋白八聚体的结构和组蛋白尾部可能的共价修饰3．研究思路：3.1HDAC抑制剂使B基因mRNA上调，且使B基因启动子组蛋白H4乙酰化水平升高 .. 3 3.2组蛋白乙酰转移酶A过表达增强B基因启动子的转录活性 (3)3.3B基因启动子上有A蛋白的结合,过表达A蛋白能升高细胞内源性B基因mRNA水平.4 3.4B基因启动子上的两个Sp1结合位点被确认 (4)3.5乙酰转移酶A和转录因子GATA-1协同激活B基因启动子转录，B基因启动子上两个GATA-1位点对于A的功能是必要的 (5)3.6乙酰转移酶A与转录因子GATA-1和Sp1协同增强B基因启动子的转录活性 (7)3.1HDAC抑制剂使B基因mRNA上调，且使B基因启动子组蛋白H4乙酰化水平升高为弄清楚组蛋白乙酰化是否与B基因的转录调控有关，用HDAC抑制剂丁酸钠aBu和TSA 处理cell-1细胞，培养24h后，进行RT-PCR分析。
结果显示HDAC抑制剂可使B基因mRNA 水平升高。
由于HDAC抑制剂是通过诱导基因启动子组蛋白高乙酰化而影响基因表达的，因此，接下来考察HDAC抑制剂对B基因的上调是否也是通过升高B基因启动子组蛋白乙酰化水平实现的。
通过染色质免疫共沉淀（CHIP）实验，结果如预期所料，HDAC抑制剂处理细胞后，B基因mRNA转录上调的同时，伴随着B基因启动子组蛋白H4乙酰化水平的明显升高。
3.2组蛋白乙酰转移酶A过表达增强B基因启动子的转录活性既然B基因的表达与B基因启动子组蛋白乙酰化修饰有关，那么，到底是何种组蛋白乙酰转移酶与B基因启动子的功能直接相关呢？经过文献调查，我们推测可能是组蛋白乙酰转移酶A。
为了探讨组蛋白乙酰转移酶A在B基因转录中的作用，需构建B基因启动子的报告基因质粒PGL3-E-BP(B基因promoter)。
将从人类基因组克隆出来的B基因启动子片段插入萤火虫荧光素酶报告基因载体PGL3-Enhancer。
将不同量的组蛋白乙酰转移酶A表达质粒（0、0.5、1、2、3、4 μg）与1 μg报告基因质粒PGL3-E-BP瞬时转染293T细胞，培养24 h后，裂解细胞，测定相对荧光素酶活性。
结果显示：组蛋白乙酰转移酶A能够以剂量依赖性的方式增强B基因启动子的转录活性。
接下来，将PGL3-E-BP、组蛋白乙酰转移酶A表达质粒和腺病毒癌蛋白E1A的表达质粒共转染293T细胞。
已知E1A能够与组蛋白乙酰转移酶A的HAT区结合从而抑制A的HAT 活性。
结果显示：E1A确实抑制了组蛋白乙酰转移酶A对B基因启动子的激活功能。
当以E1A△2-36（缺失与A结合的结构域）代替E1A时，A的作用不受影响，证明了A在激活B 基因启动子的过程中，它的乙酰转移酶活性是必需的。
A△HAT与报告基因质粒共转染时，对B基因启动子的转录激活作用显著减弱，更进一步明确了A的乙酰转移酶活性在B基因启动子的转录激活中是必不可少的。
注释：1）此步骤中关于组蛋白乙酰转移酶A的推断，需根据文献调研或选择不止一个可能候选者，进行逐一排查，但实验方法同上。
2）关于腺病毒癌蛋白E1A，根据组蛋白乙酰转移酶A的不同，可能会有所变化，如果无法找到可与组蛋白乙酰转移酶A的HAT区结合从而抑制A的HAT活性的蛋白，则此部分可省略。
3.3B基因启动子上有A蛋白的结合,过表达A蛋白能升高细胞内源性B基因mRNA水平前面已证实A蛋白对B基因启动子报告基因的激活作用，A蛋白是否对內源的B基因表达也发挥作用，还需要进一步的实验来揭示。
如果能发现A蛋白确实与B基因启动子结合，那将是最直接的证据。
染色质免疫沉淀（CHIP）实验结果显示：在B基因启动子上确实有乙酰转移酶A蛋白存在。
在证实了A蛋白确实能与B基因启动子结合后，接下来对A蛋白激活內源B基因转录的功能进行进一步考察。
用A蛋白表达质粒转染cell-1细胞，使A蛋白在cell-1细胞中过量表达，提取细胞RNA，Real-time PCR分析细胞内B基因mRNA的水平，结果显示：A蛋白过表达细胞中B基因的mRNA水平显著高于对照组，与HDAC抑制剂NaBu处理的结果相近。
3.4B基因启动子上的两个Sp1结合位点被确认Sp1是哺乳动物遍在表达的转录因子，参与大量基因的转录调控，它能与靶基因启动子区的富含GC的元件相互作用，既能激活基因转录，又能抑制基因的转录，究竟发挥哪种作用取决于它结合的元件及与之作用的辅因子。
在B基因启动子上游-164/-158和-146/-139有2个可能的Sp1结合序列GGGAGGG，为弄清Sp1蛋白是否真的与这两个序列结合，通过电泳迁移率（EMSA）分析。
首先体外合成了包含上述两段序列的寡核苷酸链，野生型：5-CCAGAGCTGGGGGAGGGGGTACACTAGAGGGAGGGGCTACTTTGG-3；突变体：5--3。
以生物素标记制备探针，将Sp1表达质粒转染293T细胞，培养24 h后提取核蛋白，进行EMSA分析。
结果显示：核提取物使含有2个可能Sp1位点的探针发生凝胶电泳迟滞现象；当实验体系中再加入100倍的未标记探针时，迟滞现象消失，竞争实验说明该迟滞现象确实是我们所研究的探针与核蛋白结合产生的；那么，核提取物中与探针结合的蛋白究竟是不是Sp1呢？为回答这个问题，在实验体系中加入Sp1抗体，如预期所料，由于抗体的特异性结合使探针-蛋白质复合物的质量增大，因此在电泳中发生了super-shift现象；为了证实Sp1与探针结合的位点确实是2个可能的Sp1位点，通过位点突变的探针代替野生型探针，再做EMSA 实验，结果无法观察到用野生型探针时所看到的迟滞带。
以上所有结果充分说明了B基因启动子上这2个相近的元件在体外能与Sp1结合。
注释：1）关于Sp1与B基因结合这部分，主要是为了后续发现做铺垫，如果课题不涉及，可以省略这部分。
但是，由于Sp1可能和很多基因的启动子结合，如果您在完成前期实验后，不确定您兴趣基因的特异性转录因子，可以尝试SP1。
2）本部分对EMSA实验的设计和结果解释非常全面，可作为EMSA实验参考的范例。
3.5乙酰转移酶A和转录因子GATA-1协同激活B基因启动子转录，B基因启动子上两个GATA-1位点对于A的功能是必要的作为转录辅激活因子，乙酰转移酶A必须由特定的转录因子招募到靶基因的启动子上才能行使其功能。
在B基因启动子上有两个典型的转录因子GATA-1的结合位点(-124bp和-100bp)，GATA-1可能招募乙酰转移酶A到B基因启动子。
为了验证这个假设我们将B基因启动子报告基因PGL3-E-BP、乙酰转移酶A (或A△HAT)以及GATA-1表达质粒共转染293T 细胞。
相对荧光素酶活性测定结果显示：报告基因PGL3-E-BP单独与乙酰转移酶A或GA TA-1表达质粒共转染时，与对照相比，转录活性分别只增加了l倍和1.5倍，当与乙酰转移酶A和GATA-1表达质粒共转染时，启动子的转录活性增加了近20倍，远远超过了二者单独作用的加和，说明转录辅激活子乙酰转移酶A和转录因子GATA-1在B基因启动子的激活中具有强烈的协同作用。
另外，A△HAT和GATA-1共转染时，对启动子的激活作用相当于二者单独作用的加和，所以GATA-1介导的乙酰转移酶A对B基因转录的作用有赖于乙酰转移酶A的HAT活性的，这些结果清晰地表明了乙酰转移酶A的HAT活性在B基因转录中的重要作用，同时又一次证明了组蛋白(或转录因子)的乙酰化修饰参与了B基因的转录调控。
上面的工作证实了GA TA-1介导了乙酰转移酶A在B基因转录中的作用。
在B基因启动子上有两个GATA-1结合位点(-124bp和-100bp)，那么这两个位点中的哪一个参与了乙酰转移酶A的功能，还是两个都需要。
为此我们构建了三个启动子位点突变体报告基因质粒: PGL3-E-BPM1(-124bp位点突变)、PGL3-E-BPM2 (-100bp位点突变)和PGL3-E-BPM3 (-124bp 和-100bp两个位点都突变)。
然后将它们分别与GA TA-1和乙酰转移酶A共转染，相对荧光素酶活性分析结果显示，与野生型PGL3-E-BP相比，两个位点分别突变(PGL3-E-BPM1和PGL3-E-BPM2)时，乙酰转移酶A和GA TA-1对启动子的协同激活作用明显降低，当两个位点都突变(PGL3-E-BPM3)时，乙酰转移酶A和GATA-1对B基因启动子的协同作用不复存在，由此可知两个GA TA-1位点都参与了乙酰转移酶A的招募，而且两个位点的作用是互相促进的。
接下来我们想知道，GATA-1招募乙酰转移酶A激活B基因启动子转录是否与组蛋白乙酰化有关呢？通过报告基因染色质免疫沉淀(Reporter ChIP)实验，结果显示当乙酰转移酶A和GA TA-1表达载体与野生型报告基因（PGL3-E-BP）共转染细胞时，乙酰转移酶A在报告基因启动子上的结合有明显的增加，启动子组蛋白H4的乙酰化水平同时也有明显的升高，然而当把GATA-1位点突变体报告基因PGL3-E-BPM3(两个GATA-1位点突变)、乙酰转移酶A和GATA-1表达载体共转染时，启动子组蛋白H4的乙酰化水平没有明显的变化，说明GA TA-1协同乙酰转移酶A确实能提高启动子处的组蛋白乙酰化水平从而促进B基因的转录。