组蛋白去乙酰化酶对哮喘表观调控的分子机制

Asthma is a chronic inflammatory disease of the lung characterized by episodic airway obstruction and in-creased bronchial responsiveness. Investigation on pathogenetic mechanisms may provide insights into the development of new target therapies. Previous studies have showed that histone deacetylation is directly involved in pathogenesis of asthmas, and inhibition by histone deacetylase (HDAC) has revealed a therapeutic benefit in asthmas. However, it is still unclear which specific HDAC plays a critical role in asthmas pathogenesis. To explore the specific HDAC that is responsible for the asthmas, we will evaluate the anti-asthma effect of various HDAC inhibitors such as tubacin, PC-34051, APHA and BATCP in the OVA-induced mouse asthma model, and will screen the most important HDAC member(s) involved in asthmas pathogenesis. We will then verify the role of the screened HDAC member(s) in asthmas pathogenesis by knock-downing it in mouse bronchial smooth muscle cells. Furthermore, we will identify and validate the downstream target genes regulated by the candidate HDAC in primary human airway smooth muscle cells by ChIP-on-chip assay and qPCR.

支气管哮喘（简称哮喘）是一种常见的呼吸系统慢性疾病。研究哮喘的致病机制，寻求新的靶标及适当的靶标药物是目前迫切解决的问题。研究表明组蛋白去乙酰化酶在哮喘致病过程中起重要作用。抑制组蛋白去乙酰化酶的活性对治疗哮喘有一定的作用。但是具体哪个组蛋白去乙酰化酶在哮喘致病过程中起关键作用？它们调控的关键基因是什么？目前还都不清楚。因此，本课题通过哮喘模型小鼠体内实验，观察tubacin，PC-34051，APHA和BATCP等多种组蛋白去乙酰化酶抑制剂对哮喘模型小鼠气道重建，支气管肺泡炎症和次级淋巴器官免疫反应的影响，评估在哮喘治疗中的作用。通过体外试验敲除在哮喘致病过程中可能起关键作用的HDACs，验证该HDAC成员在哮喘致病过程中的作用。在此基础上，从哮喘患者体内分离支气管平滑肌细胞，通过染色质免疫沉淀基因芯片分析和定量-PCR分析，筛选并验证受关键HDAC调控的下游靶基因。

支气管哮喘是一种常见的呼吸系统慢性疾病，研究哮喘的致病机制，寻求新的靶标及适当的靶标药物是目前迫切解决的问题。研究表明组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases, HDACs）在哮喘致病过程中起重要作用，抑制 HDACs的活性对治疗哮喘有一定的作用。但是具体哪个 HDACs在哮喘致病过程中起关键作用？它们调控的关键基因是什么？目前还都不清楚。本次研究以哮喘小鼠为研究对象，成功构建急慢性哮喘小鼠模型。采用免疫组化、Western Blot、ELISA、荧光定量等方法，从多个角度分析了HDAC家族成员（HDAC1-10）在哮喘小鼠肺组织中的表达型态，明确了在哮喘致病过程中各个HDACs家族成员的表达变化。进一步通过蛋白质组学和乙酰化定量修饰组学策略分析了哮喘致病时小鼠肺组织中代谢过程、分子通路、以及蛋白合成等方面所发生的改变，从分子水平上揭示了蛋白质乙酰化修饰与哮喘致病间的关系，筛选出HDACs各成员在哮喘致病过程中最可能的作用靶点和作用机制。最后选取特异性HDAC抑制剂Givinostat、Tubastatin A Hcl、 PCI-34051分别抑制哮喘小鼠体内HDACs、HDAC6、HDAC8的表达和活性，成功探讨了特异性HDAC抑制剂对哮喘小鼠气道炎症、气道重塑和气道高反应的影响和作用机制，明确了各HDACs成员在哮喘致病过程中所扮演的角色，及起关键作用的HDACs成员，为选取特异性HDACs抑制剂用于哮喘治疗提供理论依据。