Cell Rep │ 史隽课题组说明了3个全新的HDAC4酶活性底物及其在肌肉萎缩症中的重要作用

组受体去产物核酸（HDAC， histone deacetylase）是癌症药物技术开发领域的同类型。在进化当中存在18种实质上相同的HDAC，可以进一步细分为4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要存在于叶绿体当中，主要功用是给组受体脱羧酸。II类HDAC进一步分为：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11仅在神经，肾和睾丸当中说明了。III类HDAC与酵母受体SIR2相关，用于NAD+而不是常用的核酸促一共作用于剂Zn2+。与传统的I类HDAC实质上相同，II类HDAC这不是组受体脱羧酸核酸。这类HDAC的核酸区内的一个举足轻重——酪氨酸（tyrosine）被组氨酸（histidine）取代，因而针对组受体的脱羧酸核酸比I类HDAC低1000多倍。因此，II类HDAC被认为这不是一个有活性的核酸，而是一个结构受体，通过为基础其他受体起作用。一个流行的理论是，II类HDAC可以标记特定核酸里N-（lysine）的羧酸省略，为基础上以前可以招募别的受体，比如I类HDAC当中的HDAC3。HDAC3可以提供II类HDAC缺失的去羧酸核酸，并且还可以一直为基础NCoR/SMRTRNA一共依赖性复合物，从而受到影响基因组RNA。另一个主要理论是，II类HDAC可以为基础一些RNA因子（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而依赖性这些RNA因子介导的基因组RNA。然而只是因为II类HDAC对组受体的核酸很低，就认为II类HDAC并未核酸的推论是不严谨的。质谱深入研究课题全巨噬细胞受体的羧酸省略注意到有很多受体质都可以被羧酸化。这些受体质不仅仅包括叶绿体内的受体，还包括巨噬真核细胞和巨噬细胞内里的受体等。另外，生物体并并未组受体，但是在生物体里，也注意到有很多受体可以被羧酸省略。这些证据都说明了了II类HDAC很有或许还是有核酸的，官能团是与组受体实质上相同的其他受体质。一个最好的例子就是IIb类HDAC6的官能团之一是巨噬真核细胞当中的微管受体。然而到迄今为止，只有很少的IIa类HDAC的官能团被注意到，极少还是通过过说明了的法则断言的，这不一定是正常的生理环境下的真正的官能团。HDAC4属于IIa类HDAC，在豚鼠颅骨肌当中，对多种诱导躯干萎缩的刺激反应后，HDAC4的说明了量但会提高。在因为衰招致的躯干萎缩症当中，HDAC4在进化或者豚鼠躯干当中的说明了量也但会提高。HDAC4全身敲除 (constitutive whole body knockout) 的豚鼠在显现出生以前不久因为颅骨胚胎持续性而死亡。仅管特异的HDAC4基因组敲除的豚鼠的图表显示HDAC4在正常的生理环境下不是必须的，但是在压力或者生病的环境下，它但会有原先的功用。因此，进一步了解疟疾状态下HDAC4的分子抗病毒或许但会原先建原先的治疗选择。2019年10月15日，帕利药学美国公司美国技术开发当中心的史隽课题组在Cell Reports刊登题为HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的短文，通过原先技术开发的强效的IIa类HDAC特异的小分子核酸依赖性剂，为基础基因组敲除的技术手段，注意到了三个全原先的HDAC4核酸官能团：肌球受体重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激受体70 (Hsc70)，同时还深入研究课题了HDAC4催化这些官能团的生理学含意。以前的很多针对IIa类HDAC的研究课题极少是通过依赖性基因组说明了的法则来借助的。但是基因组不说明了，导致整个受体说明了减少，并很难区内分这类受体作为核酸或者是经常性受体的功用。而迄今为止刊登的广谱的HDAC核酸的小分子核酸依赖性剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 说是都只能依赖性I类HDAC，对IIa类HDAC基本并未活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发的叫做叫TMP195的小分子，算是针对IIa类HDAC来得特异的小分子核酸依赖性剂，但是它对IIa类HDAC的EC50将近在0.2 μM左右，活性这不高。为了并能更好的研究课题IIa类HDAC的功用，帕利美国公司技术开发显现出一个引人注目的IIa类HDAC核酸依赖性剂 -- 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核酸依赖性剂。用于这些特异的IIa类HDAC核酸依赖性剂，为基础传统的基因组knockdown 或者knockout，史隽课题组找到了三个HDAC4 (也或许是别的IIa类HDAC) 的官能团。HDAC4可以去除MyHC上的羧酸。MyHC是导致躯干收缩的sarcomere的主要成分。依赖性 HDAC4可以提高巨噬细胞内MyHC的量，并且在巨噬细胞和豚鼠当中依赖性由高血压（dexamethasone）和神经缺失招致的MyHC的受体质损失。一个2010年的报道认为颅骨肌当中HDAC4的敲除可以依赖性能水解MyHC的E3泛素连接核酸MuRF1的基因组RNA，从而预防由于去神经招致的躯干萎缩。而这篇短文揭示了一种实质上相同的机制 -- 从外部介导MyHC受体。HDAC4过说明了但会导致MyHC的水解，而核酸缺失的D840N突变体则很难。即使MuRF1过说明了后，IIa类HDAC核酸依赖性剂也足以阻止MyHC的水解。因而或许的机理是，HDAC4被依赖性后，MyHC上的N-被产物，所以很难被MuRF1加上泛素，也就不但会被泛素受体体系统水解。MyHC是颅骨肌当中的举足轻重受体，保持MyHC的受体量就可以预防躯干萎缩，并且保持躯干收缩功用。相似的机理也适用于HDAC4的另一个官能团 -- PGC-1α。在躯干特异性PGC-1α转基因组豚鼠当中，PGC-1α的mRNA提高了> 10倍，而受体质仅提高？3倍，一小原因是PGC-1α但会被不久水解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不仅可以在巨噬细胞当中而且可以在大鼠当中提高PGC-1α受体总体，却有旧着受到影响PGC-1α mRNA总体。NVS-HD1提高的PGC-1α受体质的量也是？3倍，和转基因组豚鼠类似于。在失神经的豚鼠躯干当中，即使PGC-1α mRNA总体值得注意降低，HDAC4敲除或IIa类HDAC核酸依赖性剂也能阻止PGC-1α受体的减少。依赖性所有的 IIa类HDAC比基本上的HDAC4缺失效果更值得注意，与巨噬细胞内观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC就让）从外部为基础的结果相符合，说明了了IIa类HDAC之间可以互补作用。PGC-1α是激素和巨噬细胞内造成了通路当中的举足轻重RNA一共作用于因子。过说明了PGC-1α的豚鼠表现显现出更佳的巨噬细胞内功用，类似于于运动后的巨大变化。因此NVS-HD1或许在巨噬细胞内疟疾或者其他激素疟疾当中发挥举足轻重的作用。这篇短文也注意到HDAC4可以和Hsc70从外部为基础，并且可以除去Hsc70的第128位N-的羧酸省略。当HDAC4的核酸被依赖性以前，产物的Hsc70就很难最好的为基础高血压的受体。但是只有与Hsc70和Hsp90为基础的高血压的受体，才是被实质上作用于的可以为基础高血压的状态。因而IIa类HDAC核酸依赖性剂可以依赖性高血压和受体为基础，从而预防由它招致的躯干萎缩。Hsc70是许多客户受体无权正常功用所必需的分子伴侣，因此其他举足轻重途径也或许受HDAC4的调节。除此以外，这篇短文还注意到HDAC3，MEF2并很难和HDAC4从外部为基础。IIa类HDAC核酸依赖性剂也并并未受到影响MEF2介导的基因组的说明了。以前设想的IIa类HDAC作为经常性受体的指导机理似乎在颅骨肌当中这不准确。原始显现出处: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