Cell Rep │ 史隽课题组揭示3个全新的HDAC4双链底物及其在肌肉萎缩症中的重要作用

核糖去与此相反蛋白（HDAC， histone deacetylase）是癌症口服共同开发课题的邻近地七区。在生命体里面面存在18种不同的HDAC，可以再进一步细总称4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要存在于巨噬细胞核里面面，主要动态是给核糖扶甲基。II类HDAC再进一步总称：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11均在脑，肾和乳头里面面表示。III类HDAC与酵母亚基SIR2相关，使用NAD+而不是常用的蛋白促共作用于剂Zn2+。与也就是说上的I类HDAC不同，II类HDAC十分是核糖扶甲基蛋白。这类HDAC的催转化成活性七区的一个关键——酪氨酸（tyrosine）被天冬氨酸（histidine）取代，因而针对核糖的扶甲基催转化成活性比I类HDAC偏高1000多倍。因此，II类HDAC被公认十分是一个有活性的蛋白，而是一个结构亚基，通过转转化成其他亚基起起着。一个流行的理论是，II类HDAC可以鉴别特定序列里面乙酰（lysine）的甲基剪裁，转转化成上以后可以雇用别的亚基，比如I类HDAC里面面的HDAC3。HDAC3可以透过II类HDAC纠正的去甲基催转化成活性，并且还可以在此之后转转化成NCoR/SMRT核糖体共选择性复合物，从而负面影响DNA核糖体。另一个主要理论是，II类HDAC可以转转化成一些核糖体因子（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而选择性这些核糖体因子依赖性的DNA核糖体。然而只是因为II类HDAC对核糖的催转化成活性很偏高，就并不认为II类HDAC很难催转化成活性的推论是不细致的。质谱统计分析全巨噬细胞亚基的甲基剪裁辨认出有很多RNA都可以被甲基转化成。这些RNA不均均还包括巨噬细胞核内的亚基，还还包括巨噬肝细胞和叶绿体里面的亚基等。另外，病原体并很难核糖，但是在病原体里面，也辨认出有很多亚基可以被甲基剪裁。这些证据都暗指了II类HDAC很有可能还是有催转化成活性的，羧酸是与核糖不同的其他RNA。一个较好的例子就是IIb类HDAC6的羧酸之一是巨噬肝细胞里面面的微管亚基。然而到现阶段，只有大多的IIa类HDAC的羧酸被辨认出，基本上还是通过过表示的方式确实的，十分一定是出现异常的病理环境下的其实的羧酸。HDAC4分属IIa类HDAC，在动物模型脊椎肌里面面，对多种其会四肢流失的刺激反应后，HDAC4的表示比率会减低。在因为绝惹来的四肢流失症里面面，HDAC4在生命体或者动物模型四肢里面面的表示比率也会减低。HDAC4身体敲除 (constitutive whole body knockout) 的动物模型在幼时以后便因为脊椎倍受精持续性而遇害。有组织特异的HDAC4DNA敲除的动物模型的数据显示HDAC4在出现异常的病理环境下不是才会的，但是在担忧或者生病的环境下，它会有原先动态。因此，再进一步了解病症出现异常下HDAC4的小分子抗病毒不必要构筑原先治疗必需。2019年10月末15日，诺华生物科技一些公司美国共同开发里面面心的史峻课题组在Cell Reports刊登题为HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的文章，通过新共同开发的强效的IIa类HDAC特异的细胞器选择性剂，转转化成DNA敲除的暴力手段，辨认出了三个全原先HDAC4蛋白羧酸：肌球亚基重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激亚基70 (Hsc70)，同时还统计分析了HDAC4催转化成这些羧酸的病理学内涵。从前的很多针对IIa类HDAC的学术研究基本上是通过选择性DNA表示的方式来实现的。但是DNA不表示，随之而来整个亚基表示减小，十分能七区分这类亚基作为蛋白或者是结构性亚基的动态。而目前刊登的广谱的HDAC催转化成活性的细胞器选择性剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 其实都并不需要选择性I类HDAC，对IIa类HDAC也就是说很难活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发设计的称作叫TMP195的细胞器，却是针对IIa类HDAC比较特异的细胞器选择性剂，但是它对IIa类HDAC的EC50大约在0.2 μM左右，活性十分颇高。为了尽可能不够佳的学术研究IIa类HDAC的动态，诺华一些公司共同开发显露一个新颖的IIa类HDAC选择性剂 便是 NVS-HD1，非常强效，EC50 < 1nM。NVS-HD1的必需性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个细胞器，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列转化成合物的早期的选择性剂。使用这些特异的IIa类HDAC选择性剂，转转化成也就是说上的DNAknockdown 或者knockout，史峻课题组找到了三个HDAC4 (也可能是别的IIa类HDAC) 的羧酸。HDAC4可以去除MyHC上的甲基。MyHC是随之而来四肢收缩的sarcomere的主要成分。选择性 HDAC4可以减低巨噬肝细胞MyHC的比率，并且在巨噬细胞和动物模型里面面选择性由糖皮质激素（dexamethasone）和神经纠正惹来的MyHC的RNA损失。一个2010年的报道并不认为脊椎肌里面面HDAC4的敲除可以选择性能降解MyHC的E3泛素连接蛋白MuRF1的DNA核糖体，从而预防由于去神经惹来的四肢流失。而这文中揭示了一种不同的机制 便是 必要依赖性MyHC亚基。HDAC4过表示会随之而来MyHC的降解，而催转化成活性纠正的D840N突变体则不能。即使MuRF1过表示后，IIa类HDAC选择性剂也足以迫使MyHC的降解。因而可能的内源性是，HDAC4被选择性后，MyHC上的乙酰被与此相反，所以不能被MuRF1加上泛素，也就不会被泛素亚基体系统降解。MyHC是脊椎肌里面面的关键亚基，保持MyHC的亚基比率就可以预防四肢流失，并且保持四肢收缩动态。相似的内源性也适用于HDAC4的另一个羧酸 便是 PGC-1α。在四肢特异性PGC-1α转DNA动物模型里面面，PGC-1α的mRNA减低了> 10倍，而RNA均减低？3倍，部分理由是PGC-1α会被便降解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不均可以在巨噬细胞里面面而且可以在果蝇里面面减低PGC-1α亚基高水平，却不显着负面影响PGC-1α mRNA高水平。NVS-HD1减低的PGC-1αRNA的比率也是？3倍，和转DNA动物模型近似于。在失神经的动物模型四肢里面面，即使PGC-1α mRNA高水平明显降偏高，HDAC4敲除或IIa类HDAC选择性剂也能迫使PGC-1α亚基的减小。选择性所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4纠正优点不够明显，与巨噬肝细胞观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC可不）必要转转化成的结果由此可知，暗指了IIa类HDAC两者之间可以互补起着。PGC-1α是代谢物和叶绿体产生自营里面面的关键核糖体共作用于因子。过表示PGC-1α的动物模型表现显露改善的叶绿体动态，十分相似运动后的变转化成。因此NVS-HD1可能在叶绿体病症或者其他代谢物病症里面面发挥关键的起着。这文中也辨认出HDAC4可以和Hsc70必要转转化成，并且可以去掉Hsc70的第128位乙酰的甲基剪裁。当HDAC4的催转化成活性被选择性以后，与此相反的Hsc70就不能较好的转转化成糖皮质激素的倍受体。但是只有与Hsc70和Hsp90转转化成的糖皮质激素的倍受体，才是被显然作用于的可以转转化成糖皮质激素的出现异常。因而IIa类HDAC选择性剂可以选择性糖皮质激素和倍受体转转化成，从而预防由它惹来的四肢流失。Hsc70是许多客户亚基行使权力出现异常动态所必需的小分子伴侣，因此其他关键途径也可能倍受HDAC4的调节。特别之处，这文中还辨认出HDAC3，MEF2十分能和HDAC4必要转转化成。IIa类HDAC选择性剂也并很难负面影响MEF2依赖性的DNA的表示。从前明确指显露的IIa类HDAC作为结构性亚基的社会活动内源性似乎在脊椎肌里面面十分应该。原始显露处: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