组蛋白去乙酰化酶8 在肿瘤发展中作用的研究进展

胡婷婷, 朴光宇, 金艳花

（延边大学医学院细胞生物学与医学遗传学教研室, 吉林 延吉 133002）

组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs）是一种蛋白酶，是维持染色体的基本组成单位核小体中组蛋白乙酰化平衡的关键酶类之一。正常状态下，核内组蛋白乙酰化与去乙酰化处于动态平衡，组蛋白乙酰基转移酶（histone acetyltransferase，HAT） 作用于组蛋白赖氨酸残基使其发生乙酰化，诱导染色质构型开放并促进转录激活。HDACs 是锌离子（zinc ion，Zn2+）或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 （nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）依赖性蛋白酶，通过去除组蛋白赖氨酸乙酰化ɛ-氨基的乙酸酯基团进而抑制转录和染色质凝集，对染色体的结构修饰和基因表达起调控作用；后者控制染色质各区域核心组蛋白的去乙酰化程度，一旦失衡可导致细胞周期与细胞代谢异常而诱发肿瘤［1］。

近年来，研究［2］显示：组蛋白去乙酰化的异常将干扰细胞生物学功能，进而导致多种病理状态，甚至是肿瘤的发生发展。作为组蛋白去乙酰化成员之一，HDACs 家族中的组蛋白去乙酰化酶8（histone deacetylase 8，HDAC8） 最初被发现于神经母细胞瘤细胞中，因其在促进肿瘤细胞生长中所具有的潜在效应，后期研究［2］发现：HDAC8 还参与体内多种关键信号通路，从而备受研究人员关注。目前，HDAC8 已成为多种疾病潜在的治疗靶点，同时，HDAC8 也是表观遗传基因沉默的新药物样分子的有效靶标。此外，HDAC8 还与寄生虫感染和甲型流感病毒感染等疾病有关。鉴于目前国内关于HDAC8 与肿瘤关系的报道较少，本文作者主要将对HDAC8 的结构以及其在肿瘤进展中的作用进行归纳总结，旨在更深入地了解HDAC8 的功能，并为相关肿瘤的治疗提供一定参考。

1 HDAC8 的结构

1.1 HDAC8 催化机制

HDACs 也称为赖氨酸去乙酰酶（lysine deacetylases，KDACs）。HDACs 分为Ⅰ类（Zn2+依 赖性，HDAC1、2 和8）、Ⅱ类（HDAC4、5、6、7、9 和10）、Ⅲ类（NAD+依赖性酶，sirtuins）和Ⅳ类（HDAC11）。HDAC8 是Ⅰ类HDACs，即Zn2+依赖性HDACs，其主要分布于细胞核和细胞质中，通常诱导组蛋白去乙酰化并抑制基因转录。HDAC8 的相对分子质量为42 000，包含377 个氨基酸，因其结构独特和功能性专一，很容易被识别。人类HDAC8 的X 链结构及其辅助因子的独立性不同于该类HDACs 其他亚型，也不含有碳末端蛋白结合域，使其具有高度活化性［3-4］。2004 年，SOMOZA 等［5］对HDAC8 结构进行研究，揭示了HDACs 的催化机制。HDAC8 催化乙酰-L-赖氨酸水解生成赖氨酸和乙酸酯，其机制为亲核水分子被组氨酸和具有催化性金属离子（Zn2+或Fe2+） 激活，乙酰赖氨酸活化还需要金属配位与催化酪氨酸Y306 形成氢键，起到维持过渡状态的稳定性。H142 和H143 是HDAC8 催化反应所需的一对酸碱催化剂，H142 通常被用作碱性催化剂，使金属结合蛋白的水分子发生去质子化，底物的羰基氧与Zn2+的相互作用导致羰基键的极化增强，易受到亲核攻击而形成四面中间体。H143 通常被用作酸催化剂，使氨基离子基团发生去质子化，从而促进四面中间体的分解形成赖氨酸和乙酸盐［6-9］。

金属结合的水分子被组氨酸去质子化后与乙酰基-L-赖氨酸的羰基功能相互作用而形成四面的中间体。为了使四面体中间体折叠，另一个组氨酸残基质子化与乙酰基-L-赖氨酸的氨基-去离子基团相互作用，最终形成赖氨酸和醋酸盐的结构［10］。PORTER 等［8］发 现 富 含 甘 氨 酸 环G302GGGY 对HDAC8 活性位点的结构和功能具有重要作用。分子动力学（molecular dynamics，MD）模拟研究表明：在G302GGGY 环上甘氨酸残基具有灵活性，G304 和G305 尤为明显，可导致Y306 构象在“in”和“out”构象之间相互转变，HDAC8 抑制剂可调节Y306 构象的转变。当含有大体积（芳基）连接物的抑制剂与酶结合时，F152 旋转远离M274，从而打开一个独特的HDAC8 亚型［11］。

1.2 HDAC8 的特异性

人HDAC8 是一种X 连接蛋白，其活性可以不依赖于任何共轭复合物。Ⅰ类HDACs 中，HDAC8虽不含有碳（C）原子末端蛋白质结合的结构域，但在最接近酶活性位点的L1 环构象变化下的特异性基质仍具有明显的灵活性［5］。MAREK 等［12］发现HDAC8 选择性抑制剂属于L 型结构，这个L 型结构需要依附于HDAC8 特有的口袋（区域），这个口袋是在HDAC8 的催化下， 由酪氨酸与HDAC8 的L1 和L6 环形成的。蛋白质工程通过对HDAC8 特异性口袋的屏蔽作用从而降低HDAC8选择性抑制剂的效力，并影响其催化活性；HDAC8的大小和组成也与其他Ⅰ类HDAC 不同，其N 端L1 环在活性位点的一侧形成较大部分并延伸到蛋白质表面［13］；HDAC8 酶与非组蛋白黏附素、核受体以及皮质激素均有联系，其参与控制微管完整性、染色单体分离、肌肉收缩以及能量稳态等过程［14］；LEE 等［15］发现：HDAC8 磷酸化的主要位点位于N 末端的Ser39，其在体内和体外均可被蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）磷酸化。PKA对HDAC8 的磷酸化会抑制其去乙酰化酶活性，从而导致组蛋白H3 和H4 的过度乙酰化，表明在组蛋白的整体乙酰化状态下，PKA 介导HDAC8 的磷酸化具有重要作用。因此，PKA 介导的cAMP 信号通路可以调节HDAC8 的酶活性，从而改变组蛋白乙酰化和去乙酰化的平衡。同时，也揭示了Ⅰ类HDACs 调节的新机制。

催化结构域中存在7 个环，而Zn2+存在于L7环和L4 环中，用Fe2+取代HDAC8 的Zn2+可使HDAC8 活性增强，表明其在体内可作为亚铁酶发挥作用［13］。SOMOZA 等［5］发现：HDAC8 活性位点由长而窄的隧道组成，其中壁是由F152、F208、H180、G151、M274 和Y306 组成，本质上是疏水性的，HDAC8 疏水通道末端的Zn2+可与D178 和D267 的羧酸盐氧原子以及H180 的杂环氮原子结合。根据蛋白质数据库（Protein Database，PDB）HDAC8 的晶体结构，异羟肟酸与人HDAC8 晶体的活性位点结合，可观察到该化合物的异羟肟酸基团与HDAC8 催化Zn2+形成红车轴草素，而苯基帽部分已经嵌入HDAC8 中。H142 和H143 以及苯丙氨酸形成赖氨酸结合通道壁，同时Y306 和D178 与异羟肟酸的Zn2+螯合部分（ZBG）也相互作用［13］。因此，从HDAC8 结构方面研究抑制剂是一个突破点，仍需进一步深入研究。

2 HDAC8 在肿瘤和相关疾病中的作用

2.1 HDAC8 与肿瘤

HDAC8 与多种疾病的发生发展有关联，尤其是肿瘤，如胃癌、结肠癌、肺癌和乳腺癌等［16］。因此，探究HDAC8 与肿瘤形成的关系仍是一研究热点。HDAC8 在相关疾病中的作用及作用机制研究也取得了进展，为多种疾病的治疗提供了一个潜在的靶点。

2.1.1 HDAC8 与胃癌 胃癌是世界上最常见的癌症类型之一，也是导致癌症死亡的主要癌症之一。HDAC8 在胃癌细胞和临床样本中的表达量明显高于正常细胞，SONG 等［17］通过对HDAC8 的干扰RNA（siRNA）进行研究发现：HDAC8 可促进胃癌细胞的凋亡，并引起细胞周期停滞。相反，HDAC8 的过表达可促进癌细胞增殖并抑制细胞凋亡，提出HDAC8 可在胃癌的发展中起致癌基因的作用。WANG 等［18］发现HDAC8 是miR-216b 的作用靶点，后者可抑制AGS 细胞系的增殖并诱导其G0/G1细胞周期阻滞。通过与HDAC8 的靶信使RNA （mRNA） 3'端的非翻译区（UTR） 的互补配对，进而在转录后水平上对HDAC8 的表达进行负调控，导致其mRNA 的降解或翻译抑制。同时，HDAC8 在胃癌临床样本中的表达与患者预后呈负相关关系，其高表达可提示胃癌患者不良的临床预后。因此，临床上可联合微小RNA（micro RNAs，miRNAs）与HDAC8 抑制剂以期在胃癌治疗上起到良好效果。

2.1.2 HDAC8 与肺癌 肺癌是一种常见的恶性肿瘤，在男性肿瘤中其致死率极高［19］。研究［20］显示：HDAC8 可调控SOX2 的表达，氧化应激通过抑制HDAC8 的表达，促进HOXA5 启动子区域组蛋白H3 的乙酰化，进一步诱导SOX2 和HOXA5的转录并抑制TP53 的转录，并验证肺癌细胞的可塑性，为了解、控制可塑性的分子机制从而实现CSC/CMC 靶向治疗提供夯实基础。除此之外，HDAC8 还参与糖原代谢，葡萄糖磷酸变位酶（phosphoglucomutase-1，PGM1） 在糖酵解过程中发挥重要作用，在肺癌患者体内水平明显偏高，一磷酸腺苷激活的蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase， AMPK）

可诱导HDAC8 磷酸化来刺激PGM1 表达，进而使细胞外信号调节激酶1/2 （extracellular singal reglated kinase 1/2，ERK1/2） 参与介导的葡萄糖代谢的代谢酶的异常表达，促进肺癌细胞在低葡萄糖下的存活。提示HDAC8 可依赖SOX2 或AMPK而参与肺癌的发展［21］，三者之间是否有关联尚需进一步研究。

2.1.3 HDAC8 与肝癌 肝癌是全球癌症相关死亡的第二位常见原因，其是为数不多的发病率和死亡率持续增长的肿瘤之一［19］。研 究［22］表 明：HDAC8 在肝癌细胞中的表达量明显高于正常肝细胞以及其非肿瘤组织，下调HDAC8 可明显抑制肝癌细胞的增殖并提高癌细胞凋亡率，提示HDAC8可能成为肝癌细胞的一个潜在治疗靶点。ZHU等［23］研究显示：在肝内胆管细胞癌 （intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC） 患者中，HDAC8 低表达可促进淋巴结转移，并与患者预后较差有密切关联，但HDAC8 在ICC 癌变中的分子作用机制仍有待研究。在原发性肝癌中，其早期表现多与Wnt 信号通路的异常有关。HDAC8 可作为组蛋白修饰蛋白，协同组蛋白甲基转移酶EZH2 参与激活Wnt/β-1 连环蛋白信号传导，以促进肝癌细胞存活、增殖、迁移和侵袭。非酒精性脂肪肝疾病（non-alcoholic fatty liver disease， NAFLD） 中，HDAC8 作为染色质调控因子，主要与胆固醇调节元件结合蛋白1（sterol- regulatory element-binding protein 1，SREBP-1）上游位点结合，在细胞核中高表达，与肥胖导致的肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC） 表型呈正相关关系。通过体内慢病毒介导的HDAC8 衰减，可逆转胰岛素抵抗，从而降低NAFLD 的致瘤作用；其机制是HDAC8与Wnt 拮 抗 剂（AXIN2、 NKD1、 PPP2R2B 和PRICKLE1）的启动子结合并使其沉默，进而促进β-连环蛋白靶点CCND1 的表达［24］。此外，HDAC8可抑制p53 的转录活性和p21 的表达，引发G2/M期细胞周期阻滞，并刺激β-连环蛋白依赖性细胞增殖。若敲除HDAC8 基因，可诱导细胞发生凋亡，从而抑制原位肿瘤和异种移植瘤的增殖，进一步证实HDAC8 在HCC 中具有较强的致癌活性。综上，HDAC8 参与肝癌的发生与发展，但其在肝癌中靶向药物治疗作用仍有待进一步研究。

2.1.4 HDAC8 与乳腺癌 乳腺癌是女性易患癌症之一，乳腺癌是威胁女性健康的主要疾病之一。其发病率和死亡率仍呈现上升趋势。2018 年，全球新增乳腺癌病例210 万，死亡人数超过60 万［25］。乳腺癌特征是乳腺中恶性细胞的生长，在病理学、基因组学、表观遗传学和分子水平等方面的异样变化，最终导致基因和信号通路的异常表达［26］。研究［27］显示：HDAC8 在MCF-7 细胞中过表达会促进细胞侵袭性，并与基质金属蛋白酶9 （matrix metalloproteinase-9，MMP-9） 表达水平呈正相关关系。 在三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）细胞中，HDAC8 可稳定Hippo 通路主要下游效应因子YAP 的表达并增加其核定位，而沉默YAP 可减弱HDAC8 触发的TNBC 细胞迁移。这表明HDAC8 可能是TNBC 治疗的潜在靶标［28］。近期研究［29］显示：新型HDAC8 选择性抑制剂HMC 可抑制Akt/mTOR 信号通路，导致促凋亡蛋白Bax 表达水平升高，抗凋亡蛋白Mcl-1 和Bcl-2 表达水平降低，并激活过氧化物酶体增殖剂激活受体γ （peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ），HMC 诱导人乳腺癌MCF-7细胞中caspase-3 和caspase-9 的活化以及PPAR-γ裂解，表明HMC 对HDAC8 的选择性抑制可有效诱导线粒体依赖性细胞凋亡。HMC 促进MCF-7 细胞中PPAR-γ 的表达，抑制参与MCF-7 细胞周期调控相关的PPAR-γ 的靶向基因产物cyclin D1 和CDK6 的表达，同时，HMC 诱导促进MCF-7 细胞中LC3B-Ⅱ和自噬相关蛋白ATG5 的表达，两者均为自噬体形成的重要标志物，其机制为通过产生活性 氧（reactive oxygen species，ROS）引起DNA损伤，诱导PPAR-γ 失活和自噬，表明HMC 将成为乳腺癌的潜在治疗剂。miR-216 可能通过靶向多配体聚糖结合蛋白（syndecan binding protein，SDCBP）抑制BC细胞的增殖［30］。研究［31］显示：在MCF-7 细胞中，miR-216b-5p 与HDAC8 水平呈负相关关系。miR-216b-5p 直接与HDAC8 的靶向信使RNA（mRNA）3'端UTR 的互补配对从而抑制人乳腺癌细胞增殖。综上，HDAC8 在乳腺癌发展全程中具有重要意义，可推测HDAC8 新型选择性抑制剂的研发和其所致药物抵抗的潜在风险，这将是未来相关药物研究需要关注的重点。

2.1.5 HDAC8 与神经母细胞癌 神经母细胞瘤是儿童最常见的颅内外实体瘤，来源于外周交感神经系统的前体细胞，神经母细胞瘤晚期患者的5 年总体生存率低于50%。目前，利用HDAC8 敲除和HDAC8 抑制剂均可抑制神经母细胞瘤的增殖及引起细胞周期的停滞［32］。神经母细胞瘤模型实验［33-34］显示：HDAC8 对非选择性的泛HDAC 抑制效果明显，SHEN 等［35］通过全基因组RNAi 筛查确定ALK 为HDAC8 抑制剂治疗敏感的靶点，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）通路参与HDAC8 抑制剂介导的抗神经母细胞瘤作用，抑制HDAC8 和受体酪氨酸激酶-细胞外信号调节激酶（receptor tyrosine kinase-extracellular signal regulated kinase，RTK-ERK）通路可导致神经母细胞瘤细胞的有效死亡。HDAC8 参与肿瘤细胞增殖，该实验结果显示： miR-665 可直接靶向作用于cMYC 蛋白HDAC8 的3'端UTR 的表达，促进组蛋白乙酰化，并调节细胞增殖相关基因的表达，从而抑制细胞的增殖。推测miR-665 可取代当今的化疗药物，成为一种新型抗神经母细胞瘤治疗手段［36］。KOLBINGER 等［37］发现：新型抑制剂TH34 可抑制神经母细胞瘤细胞中HDAC8 的功能，导致其有丝分裂畸变增加和G2/M 细胞周期停滞，再一次证实选择性HDAC8 抑制剂对神经母细胞瘤的治疗潜力。因此，需更多聚焦于神经母细胞瘤中致癌分子靶点的特异性治疗方法来提高疗效、降低毒性和避免长期不良反应。

2.1.6 HDAC8 与结肠癌 结肠癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一，在美国发病率居第3 位［19］。研究［38］显示：HDAC8 在结肠癌病理组织中存在过表达的现象，且HDAC8 酶活性对野生型p53 基因和突变型p53 基因的表达均起作用。然而，HDAC8 的敲除可导致携带突变型p53 基因的SW620 细胞具有抗增殖活性，但携带野生型p53 基因的细胞未见相同的结果［39］。表明HDAC8 抑制剂可以作为辅助治疗应用于含有突变型p53 基因的肿瘤。KANG 等［40］研究发现：HDAC8可通过抑制Bcl-2 修饰因子（Bcl-2 modifying factor，BMF）的转录从而抑制结肠癌细胞凋亡，BMF 被确定为抑制HDAC8 的直接靶基因，相反，HDAC8 表达减少或抑制均可以激活BMF 基因。目前，利用HDACs 抑制剂与肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand，TRAIL）相结合的手段能降低结肠癌细胞对TRAIL 的耐药性，提示其可作为有应用前景的抗结肠癌的治疗方法。ZHANG 等［41］通过沉默HDAC8 发现：诱导细胞凋亡的敏感性明显被降低，在结肠癌DLD-1 细胞中加入HDAC8 抑制剂PCI34051，死亡受体4（death receptor 4，DR4）表达水平升高1 倍以上，而后者参与调节TRAIL的敏感性，PCI34051 可使G0/G1期细胞周期发生阻滞，同时使caspase-3/7 蛋白表达水平明显升高，进而影响TRAIL 敏感性的表达。提出HDAC8 抑制剂与TRAIL 的结合可有效克服结肠癌的TRAIL耐药性。因此，提示临床上应用TRAIL 与HDAC8抑制剂可能在结肠癌治疗上起到良好效果。

2.1.7 HDAC8 与急性髓系白血病 （acute myeloid leukemia，AML） AML 是一种以髓系原始细胞发生增殖失控、异常分化以及凋亡受阻为特征，并增生累积于骨髓和血液，最终浸润其他组织和器官的肿瘤［42］。儿童AML 愈后较差，成人AML 预后相对较好。研究［43］发现：HDAC8 的上调是导致酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors，TKI）抵抗和促进白血病维持的重要机制，HDAC8 可在FTT3 抑制条件下通过FOXO1和FOXO3 介导的反式激活而上调，使p53 去乙酰化并失活，从而在TKI 治疗后导致白血病维持和耐药性。在PDX 白血病模型中，HDAC8 的抑制作用明显增强了TKI 的白血病杀伤作用，并降低患者体内原始FLT3-ITD1 型AML 细胞的出现频率；提示双靶向作用于FLT3 和HDAC8 可能是改善FLT3-ITD1 型AML治疗结果的策略。GHAZY 等［44］研发了针对HDAC8 与含溴区PHD 指蛋白1（bromodomain PHD finger containing protein 1，

BRPF1）的双靶向抑制剂，但其对AML 细胞效果不明显，并猜测可能与抑制剂的渗透性有关。因此，尽管双靶向抑制剂的研发思路较为新颖，但如何在提高抑制剂的渗透性前提下增强药效仍是有待解决的问题。

2.1.8 HDAC8与骨髓增生性肿瘤（myeloproliferative neoplasms，MPN） 慢性MPV是一种罕见且独特的髓样肿瘤，典型特征是多能造血干细胞中的体细胞突变，最常见的复发突变基因是JAK2、CALR 和cMPL。突变基因通常被作为主要驱动疾病表型来参考，长期以来，研究者推测其与种系易感性有关，但至今没有明确的定义［45］。研究［46］显示：在MPN 中，HDAC8 通过降低细胞因子信号转导抑制因子3（suppressors of cytokine signaling-3， SOCS-3）的表达进而诱导JAK2/STAT的激活，HDAC8抑制剂可抑制SOCS-3 介导的细胞增殖，其主要作用是抑制造血细胞活性。RAMOS 等［47］研究发现：源于MPN 的间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）中的HDAC8存在过表达现象，其特异性抑制剂PCI34051 通过降低基质对MPN 患者造血细胞能力的支持，从而抑制HDAC8 的表达，这表明HDAC8 可能是该疾病的潜在治疗靶点。除此之外，当用PCI34051 处理MPN 患者的骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）时，通过减少造血细胞中JAK/STAT 信号通路的激活，并不能保护白血病细胞。推测JAK/STAT 信号通路可能与其保护机制有关联，但具体机制尚有待研究。总之，HDAC8 的靶向研究是开发MPN 药物的可行策略。

2.2 HDAC8 与其他疾病

HDAC8 可用于对抗血曼氏吸虫病，曼氏血吸虫组蛋白去乙酰化酶8 抑制剂（Schistosoma mansonihistone deacetylase 8 inhibitor，smHDAC8i）可诱导体外培养的幼虫死亡，阻断成虫繁殖［48］。体外研究［49］显示：甲型流感病毒（influenza A virus，IAV）进入宿主细胞后，HDAC8 剂量依赖性地增加细胞内吞作用和酸化作用，通过siRNA法降低HDAC8 对早期核内体与溶酶体融合过程的影响，导致内吞作用无效和酸转化不足，从而影响病毒感染。

HDAC8 不仅可以使组蛋白发生去乙酰化，还可以使非组蛋白发生去乙酰化。HDAC8 与一些非组蛋白密切相关，如SMC3 蛋白、皮质肌动蛋白、雌激素相关受体α 等［50］。目前认为，德朗热综合征（CdLS）主要与黏连蛋白复合体 （cohesin complex） 的分子遗传学异常相关。SMC3 基因用于编码黏连蛋白复合体中的SMC3 蛋白。有丝分裂间期，ESCO 蛋白使SMC3 亚基发生乙酰化，以促进姐妹染色单体的聚合。有丝分裂后期，HDAC8作为黏连蛋白复合体的调控因子，使乙酰化的SMC3 发生去乙酰化，从而使黏连蛋白复合体再循环到随后的细胞周期中［51-52］。

3 HDAC8 抑制剂

HDACs 抑制剂可促进染色质特定区域组蛋白的乙酰化，从而调控细胞凋亡及分化相关蛋白的表达和稳定性，已成为一类新的抗肿瘤药物。研究［53-54］显示：HDAC8 抑制剂可抑制DNA 修复机制，阻滞细胞周期过程，诱导细胞凋亡并改变基因表达。目前已上市的HDACs 抑制剂有异羧肟酸、FK-228、Belinostat、LBH-589和Chidamide［2014年美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA） 批准注册，国家食品药品监督管理局（Chinese Food and Drug Administration，CFDA）批准上市］，大多为广谱型HDACs 抑制剂。由于HDACs 抑制剂作用广泛，会带来一些不良反应，异羟肟酸用心去治疗皮肤T细胞淋巴瘤时存在疲劳、恶心、厌食、腹泻、贫血、低钾血症和低磷血症等不良反应［55］。因此，寻找不良反应小的高效亚型选择性HDACs 抑制剂十分必要。

3.1 异羟肟酸类抑制剂

HDAC8 抑制剂的化学结构通常分为三部分，包括ZBG、疏水性连接部分和表面识别结构域。该疏水性连接部分可在结合位点边缘赋予HDAC亚型特异性表面识别，异羟肟酸类通常用于合成HDAC8 抑制剂，作为ZBG 的异羟肟酸对催化的Zn2+表现出高亲和力，因此设计含有ZBG HDAC8抑制剂更具有合理性［56］。SODJI 等［57］设计并合成了两类含有叶酸和蝶酸的异羟肟酸酯衍生物，并使其对HDAC1、HDAC6 和HDAC8 进行体外酶活性分析，研究发现：蝶呤异羟肟酸酯衍生物对HDAC6 的半数抑制浓度（half maximal inhibitory concentration，IC50） 为17.6 mol·L－1，对HDAC6活性有明显抑制作用，对HDAC8 中等抑制作用（IC50=581 mol·L－1），对HDAC1 活性的抑制作用较差（IC50= 2 390 mol·L－1），叶酸衍生物对这3 种HDACs 亚型均无作用，尽管后期修饰叶酸衍生物化合物的接头基序，但仍未产生明显效果。KALININ 等［58］初步筛选的含有三唑基羟基酯2b的N-羟基-1 苯基-1H-1，2，3-三唑-4-羟酰胺对smHDAC8 具有较强的抑制性。尽管多数异羟肟酸酯抑制剂具有非选择性，其致突变性潜力仍存在争议，但目前开发HDAC 同工酶选择性抑制剂仍是可行策略之一。

3.2 非异羟肟酸类抑制剂

异羟肟酸的强锌螯合能力也提供给非选择性HDACs 抑制或与其他锌依赖性金属酶，如氨基肽酶N（aminopeptidase N，APN） 和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs） 相互作用。此外，这些异羟肟酸酯化合物在生物体内的吸收性较差。在这种情况下，研究人员已经注意到设计非异羟肟酸酯（弱Zn2+螯合剂与异羟肟酸酯的比较）HDAC 抑制剂。这些非异羟肟酸ZBG 含有不同的结构基序，例如羧酸、硼酸、硫醇、肟、三氟甲基酮、羟基-吡啶-2-硫酮和β-内酰胺等。目前，非羟基氨酸抑制剂PD-404，182 对HDAC8 具有高度选择 性，WOLFF 等［59］通过研发寻求对HDAC8 高度选择性以及高稳定性的相关非羟基氨酸抑制剂。

WHITEHEAD 等［60］报道了一些手性α-氨 基酮的HDAC8 抑制剂。INGHAM 等［61］研发出一种最有效和最具选择性的HDAC8 抑制剂（IC50=0.8 mol·L－1），即OJI-1。WÜNSCH 等［62］合成了一类炔丙基衍生物可抑制含有Zn2+的HDACs 的亚型，该类衍生物对HDAC6 和HDAC1 更具选择性，并对HDAC8 的活性（IC50=417 mol·L－1） 也具有良好的抑制作用。ZHAO 等［63］设计出一系列基于N-羟基-3-氨磺酰基苯甲酰胺的靶向HDAC8 的抑制剂12a-12p，其中12a、12b 和12c 对HDAC8 具有明显的抑制作用。LAMAA 等［64］设计并合成了许多含有抗肿瘤物质isoCA-4 的化合物，其对多种HDACs 亚型具有抑制作用。对HDAC6、HDAC8和HDAC11 酶活性的体外测试结果显示：上述化合物对HDAC8 的选择性高于HDAC6 和HDAC11。总之，设计和发现有效的HDAC8 抑制剂仍是需要不断探索的研究领域。

HDAC8 已成为药物开发的一个有吸引力的靶点，基于对HDAC8 结构和药效要求可设计更有效HDAC8 抑制剂。目前，ADHIKARI 等［65］证 实 一种鱼类结构编排的药效团可明显增强HDAC8 抑制剂的效果。苯并异羟肟酸酯衍生物对HDAC8 具有较好的亲和力，可用于设计有效的HDAC8 抑制剂。不仅如此，HDAC8 与异羟肟酸ZBG 以及非异羟肟酸的ZBG（硫醇、羧酸、硼酸、三氟甲基酮、肟、羟基吡啶硫酮、托酚酮和β-内酰胺）和其他种类的杂环ZBG 相关联，可进一步研究开发含该类非肟酸盐ZBG 的HDAC8 抑制剂。目前，药物设计和分子建模策略是优化抑制剂结构最为有效的工具，还可用于鉴定HDAC8 抑制剂的先导化合物。可运用理论和假设干预以及大量实验以探讨有关药酶-药物相互作用机制。除此之外，不同HDAC8 抑制剂的配体结合X 射线晶体结构也提供了关于相互作用的结合模式和涉及这些机制的相关化学结构的有价值的见解。设计有效的、潜在的、特异性靶向的HDAC8 抑制剂已成为一种趋势。

4 总结与展望

HDAC8 作为催化组蛋白去乙酰化作用的关键酶类，参与了肿瘤细胞增殖和凋亡以及遗传信息的调控等诸多过程。近几年对HDAC8 的结构、功能及其抑制剂的研究已经取得了一定成果。目前研究多集中在已有的具备HDAC8 抑制活性的抗肿瘤药物的化学修饰与结构改造，以增强其药效及减轻不良反应等。如将HDAC8 的结构、靶向基因以及作用因子作为着手点，结合表观遗传学、结构生物学、基因探针以及计算机辅助药物设计等相关学科技术，从而筛选出可用于特定靶点与特定通路的抗肿瘤药物。但仍存在诸多限制HDAC8 抑制剂应用的问题，包括如何对HDAC8 结构的选择性进行合理优化；HDAC8 在某些肿瘤中作用机制仍不清楚，是否与其他调控因子协同作用有关；对HDAC8 参与的基因调控，精准靶点定位的探究；针对其特有的结构所设计的选择性抑制剂的不可控性及低效性的问题也有待进一步研究。尽管如此，HDAC8 作为新型药物治疗靶点已经引起了广泛关注，寻求高选择性、高稳定性、高效性和低不良反应的新型HDAC8 抑制剂必将具有广阔的前景。