组蛋白去乙酰化酶（HDAC）在肝细胞再生表观遗传调控中的作用机制研究

与多数组织器官不同，成熟肝细胞是肝再生的细胞学基础。参与肝细胞再生启动及调控的基因多达数百种，但已证实任何个别因子的缺失只能延迟而不能彻底阻断肝再生；任何因子的过度活跃也不能显著促进肝再生或增殖失控，这为临床治疗肝功不全或肝细胞肝癌带来困难，有必要从更系统宏观层面研究肝再生启动及其调控。我们已证实SOCS-3基因启动子区的甲基化与多个肝再生相关因子表达相关。组蛋白乙酰化修饰是调控基因转录的另一种重要方式，组蛋白去乙酰化酶（HDACs）通过改变染色体上组蛋白乙酰化状态，直接调节DNA复制、转录及细胞周期，影响细胞增殖；HDACs还与多种转录因子形成转录复合体以调控基因转录，其中就有多个肝再生相关的因子，因此HDACs在调控肝再生中可能同样重要。本研究将基于我们建立的肝特异性HDAC敲基因小鼠，系统研究HDACs在肝再生中的调控作用及机制，并可望为临床调控肝再生寻找到新途径。

参与肝细胞再生启动及调控的基因多达数百种，但已证实任何个别因子的缺失只能延迟而不能彻底阻断肝再生；任何因子的过度活跃也不能显著促进肝再生或增殖失控，这为临床治疗肝功不全或肝细胞肝癌带来困难，有必要从更系统宏观层面研究肝再生启动及其调控。组蛋白乙酰化修饰是调控基因转录的一种重要方式，组蛋白去乙酰化酶（HDACs）通过改变染色体上组蛋白乙酰化状态，直接调节DNA复制、转录及细胞周期，影响细胞增殖；HDACs还与多种转录因子形成转录复合体以调控基因转录，其中就有多个肝再生相关的因子，因此HDACs在调控肝再生中可能同样重要。我们首先通过对大样本量临床标本的检测及患者随访，证实了HDAC1/2及其底物（乙酰化组蛋白）的表达与患者肝功能状况及预后有明显相关性。随着肝硬化程度的加重，乙酰化组蛋白阳性的肝细胞比例逐渐升高，当所有肝细胞呈乙酰化组蛋白阳性时肝功能失代偿将不可避免地发生。该结果提示，可以通过对患者活检肝组织进行乙酰化组蛋白染色，计数其阳性细胞比例，将有助于评估患者肝功能储备状况。我们采用HDAC抑制剂，证实了HDAC的抑制将损害肝再生。进而，我们首次建立了HDAC1/2肝细胞特异基因敲除小鼠，并通过体内外实验，证实了HDAC1/2在肝再生过程中发挥着非常重要的作用。意外的是，HDAC1/2的缺失并不直接延迟细胞进入周期，也不影响细胞周期的分布，但Ki67蛋白的表达显著下降。Ki67蛋白不仅仅是一个有丝分裂标志物，在细胞染色体包装、纺锤体分离等细胞有丝分裂过程中还发挥着关键作用，但其作用还远未阐明清楚。HDAC1/2缺失后，再生肝脏中出现大量异常核分裂的肝细胞，有趣的是这些肝细胞通常呈Ki67阴性。我们还通过体外实验证实了HDAC1/2就是通过调控Ki67来影响细胞增殖的。在多数恶性肿瘤中，Ki67和HDAC1/2的高表达往往同时存在，也提示两者的表达具有相同的时相性，这提示我们，通过进一步阐明二者的相互作用关系，有望为肿瘤治疗提供新想靶点。