组蛋白去乙酰化酶抑制剂类药物的设计

组蛋白去乙酰化酶抑制剂类药物的设计癌症严重威胁着人类的生命健康，其发病涉及到多种因素多个步骤的病理过程。肿瘤的产生与核小体核心组蛋白的赖氨酸残基发生乙酰化与去乙酰化的失衡有着密切联系。人类染色体的基本组成单位是核小体，核小体中部由4种组蛋白形成八聚体，核小体表面的修饰与基因表达与调控密切相关。组蛋白乙酰化是其中一种重要的共价修饰。组蛋白乙酰转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)相互制约，负责调节核心组蛋白乙酰化和去乙酰化的动态平衡，组蛋白乙酰化和去乙酰化水平对于真核细胞的染色质的重组和基因的表达有着重要的影响。一、HAT、HDAC和HDACl的作用（一）HAT和HDAC的作用HAT能够使位于核心组蛋白N端的赖氨酸残基的e一氨基过度乙酰化，并促使组蛋白与DNA的结合变得松弛，从而激活基因的转录；而HDAC催化组蛋白的去乙酰化过程，使组蛋白与DNA结合紧密，进而抑制转录因子的表达。（二）乙酰化的作用核心组蛋白尾部有多个乙酰化酶位点，这些位点与调控转录、基因表达、细胞分化增殖、细胞凋亡等相关活性有关。转录抑制与低乙酰化有关，而高乙酰化与染色质转录活跃有关Ⅲ乙酰化可能具有如下作用：1、通过中和赖氨酸残基的有关正电荷，减少了DNA组蛋白之间的亲和力，促进了转录因子激活。2、通过降低核小体间的相互作用，使染色质中的结构变得不稳定。有关实验均证明了组蛋白尾部是发生乙酰化的主要作用靶点，并在基因调控转录中起重要作用]。（三）HAT、HDAC及其作用与肿瘤发生的关系目前研究证实，在肿瘤细胞中组蛋白大多呈低乙酰化状态，而其中HDAC异常导致的组蛋白乙酰化状态失衡与肿瘤的发生和发展有密切关系。HDAC通过组蛋白的去乙酰化(去除乙酰基)，使DNA更紧地缠绕在组蛋白上，从而导致这些DNA不易被基因转录因子接触，导致与细胞分化、细胞周期阻滞、肿瘤免疫、受损细胞凋亡等有关的蛋白的表达受到抑制。这些因素都会促使癌症的发展。组蛋白的乙酰化程度与胃癌的分期和浸润深度密切相关，在肿瘤细胞严重扩散的部位，组蛋白乙酰化含量很低。说明肿瘤细胞的浸润和转移与组蛋白乙酰化水平可能有直接关系。（四）HDAC的抗肿瘤效应HDAC可直接参与阻碍肿瘤的发生与发展，所以近年来HDACI逐渐成为抗肿瘤药研究的新靶点。HDACI通过抑制HDAC的活性，使组蛋白乙酰化率增高，从而增加正常染色体中乙酰化组蛋白的含量和改变少量基因的转录活性，从而达到促进特定基因活化表达的作用。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACI)通过控制DNA缠绕于组蛋白的松紧程度，引起细胞周期的阻断，导致肿瘤细胞选择性凋亡。HDACI能有选择性地恢复癌症抑制因子和其它抗癌基因的表达。HDACI还可以间接地抑制血管生成因子的表达，帮助阻断对肿瘤的血液供应。HDACI还可以利用通过改变细胞周期调节基因如：cyelinsA、cyclinsD和P27KIP1、P16的表达，引起细胞周期蛋白激酶2和4的活性下降，从而进一步引起细胞周期停滞J。此外，HDACI不仅对多种血液系统肿瘤和实体瘤具有良好的治疗作用，而且具有肿瘤细胞相对较高选择性和低毒的优点。二、抗肿瘤药物HDACI临床研究进展因此，HDAC是调控基因表达的关键蛋白酶，HDAC成为肿瘤治疗的靶蛋白，通过抑制组蛋白去乙酰化酶的活性可以有效治疗肿瘤发生和发展。近年来，作为新型具有非细胞毒性肿瘤靶向治疗药物HDACI倍受关注。在实体瘤和血液系统肿瘤的治疗范围中，HDACI在体内外试验中的相关作用均得到证实。HDACI因其有高效低毒多途径给药的优点已广泛进入抗肿瘤治疗的I期和Ⅱ期临床]。但上市较早的TSA、depsipeptide、苯丁酸盐等药物由于半衰期长，中毒剂量和有效剂量相接近，副作用较明显而导致近年来临床应用受限。近年来已不断发现和开发了大量新型的HDACI。Vorinostat(商品名Zolinza)于2006年被FDA批准上市，由默克公司开发，用于病情恶化或病情反复者的皮肤T细胞淋巴瘤CTCL的治疗，当其他药物治疗效果不佳时，该药表现出很好的耐受性。除此之外还可以治疗乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌。研究还表明：Vorinostat和卡铂及紫杉醇还可联合治疗晚期非小细胞肺癌J。Panobinostat(LBH589)由诺华公司开发，用于多种血液肿瘤和实体肿瘤的临床治疗。另外本品对治疗CTCL的Ⅱ期临床研究也已经完成。belinostat(PXD101)由TopoTarget公司开发，研究表明本品对多种肿瘤均有很强的抑制作用。多数药物的I期和Ⅱ期临床研究已经基本完成。另外用该药物治疗骨髓增生异常综合症(MDS)的Ⅱ期临床试验也完成。SB939由新加坡的S*BIO公司研制开发，已进入骨髓纤维化病的I期和Ⅱ期临床研究试验中。该药表现出良好的耐受性和优良的药效和药动学特征。目前该药的Ⅱ期临床用于治疗前列腺癌也已基本完成。我国目前唯一一个被国家食品药品监督管理局SFDA批准的HDACI类药物是CS055／HBI一8000通用名为西达本胺。是全球首个获准上市的亚型选择性组蛋白去乙酰化酶口服抑制剂，该药由深圳微蕊生物科技有限公司自主研发…，属于新型靶向表观遗传项目，已获得国际专利的使用权并已授权给美国HUYA公司，实现了中国小分子化学领域首次对国外制药企业的专利使用。目前，该类药物已完成I期临床研究。研究表明：西达本胺的适应证为复发级难治性外周T细胞淋巴瘤，同时还对一些实体肿瘤如：肺癌、肾癌、大肠癌等具有稳定病情的作用。该类药物于2009年2月获得SFDA颁发的口服西苯达胺片Ⅱ／Ⅲ期临床研究批号，另外该公司另一个药物CS0240—0600也开始临床前研究。这一系列成绩将填补我国T细胞淋巴瘤治疗药物的空白，标志着我国基于结构的分子设计、靶点研究、安全评价、临床开发到实现产业化全过程的整合核心技术与能力均得到显着提升，是我国医药史上的重要突破。三、在其他方面的应用在开发泡腾制备技术初期，主要优势在于泡腾片含有泡腾崩解剂，使得药物在遇水时释放二氧化碳，导致药物在短时间内溶解，且二氧化碳的存在可以使得药物在液体内翻滚，溶解速度加快，药物生物利用度增加。随着技术进展和生物制剂技术丰富，其他制备技术与泡腾制剂技术结合实现了控释泡腾制剂。有研究州对盐酸环丙沙星漂浮片的控释泡腾性进行研究，迟滞聚合物选择羟丙甲基纤维素或是海藻酸钠，起泡剂选择碳酸钙、碳酸氢钠，胃漂浮技术与泡腾制剂技术结合，并利用机体内的生物黏附性，使得药物在胃内漂浮能力提高，胃部迟滞时间延长，药物释放减缓，避免环丙沙星消除半衰期短、吸收窗窄等缺点影响药效发挥。四、结论目前，随新技术、新理论、新剂型发展，泡腾制备技术可以更广泛地应用于不同剂型药物中，从而实现制剂制备技术与泡腾制备技术的完美结合，将不同药物问的不足之处解决，避免不同药物制剂在制备、保存、应用过程中的不足而影响药物临床效果。将内服药物采用泡腾制备技术制剂，可以有效提高药物在机体内的生物利用度，外敷泡腾制备技术则可以通过产生气泡，使得药物与用药部位充分接触，药物疗效增强，而胃内漂浮制剂导致患者胃排空时间延长，药物滞留在患者胃内时间增长，药物吸收时间延长。综上所述，多种新药物剂型与泡腾制备技术结合，使得采用单一技术制备药物制剂中存在的缺点弱化，药物在机体内释放效果提升，药物在靶部位释放延缓，作用时间延长，疗效充分发挥，药物临床效果提高。因此，可以继续深入探究泡腾制备技术在药物中的应用，从而为药物研发提供新思路。参考文献[1]刘卫，张强，孙昕，等．聚维酮碘泡腾