HDAC3通过调控p21乙酰化稳定性介导结直肠癌5-FU耐药机制研究

本研究针对结直肠癌(CRC)患者5-氟尿嘧啶(5-FU)化疗耐药难题，揭示了HDAC3通过去乙酰化修饰促进p21蛋白泛素化降解的新机制。研究人员通过建立耐药细胞株HCT116/5-FU，结合RNA干扰和特异性抑制剂RGFP966，证实HDAC3-p21调控轴在耐药形成中的核心作用，为临床逆转耐药提供了新靶点。该成果发表于《Advances in Cancer Biology - Metastasis》。

　　

在结直肠癌治疗领域，5-氟尿嘧啶(5-FU)作为基础化疗药物已应用数十年，但耐药性的出现严重制约其临床疗效。肿瘤细胞通过代谢重编程、DNA修复增强、肿瘤微环境重塑等多重途径逃逸药物杀伤，其中表观遗传调控异常日益受到关注。组蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)作为表观遗传修饰关键酶，在多种肿瘤中被发现与治疗抵抗相关，但其在结直肠癌5-FU耐药中的具体机制尚未阐明。

为破解这一科学难题，国内研究人员通过梯度浓度诱导法成功构建5-FU耐药细胞株HCT116/5-FU，采用转录组筛查发现HDAC3在耐药细胞中显著高表达。研究团队运用shRNA基因沉默、过表达载体转染、特异性抑制剂处理等技术手段，结合免疫共沉淀(Co-IP)、蛋白质印迹(Western blot)、异种移植等实验方法，系统解析了HDAC3调控5-FU耐药的分子机制。

2.1. 5-FU耐药细胞株的建立与HDAC3过表达鉴定
通过长期梯度暴露法获得耐药性提升100倍的HCT116/5-FU细胞，全基因组筛查显示HDAC3 mRNA表达量增加7倍，蛋白水平同步升高。这为后续机制研究提供了关键实验模型。

2.2. HDAC3调控5-FU耐药性的功能验证
基因沉默HDAC3使耐药细胞IC₅₀值显著降低，而过表达则使敏感细胞产生耐药性。特异性抑制剂RGFP966可协同增强5-FU杀伤效果，证实HDAC3是耐药形成的关键介质。

2.3. HDAC3通过去乙酰化调控p21稳定性
突破性发现HDAC3与p21直接相互作用，通过去乙酰化促进其泛素化降解。蛋白酶体抑制剂MG132可逆转HDAC3导致的p21减少，阐明"HDAC3-去乙酰化-泛素化-降解"的完整调控通路。

2.4. 体内外验证HDAC3-p21轴的临床价值
p21敲除实验证实其是HDAC3介导耐药的下游效应分子。动物实验显示RGFP966联合5-FU可使肿瘤体积缩小50%以上，为临床转化提供直接证据。

这项研究首次揭示HDAC3通过非转录途径调控p21蛋白稳定性的新机制，突破传统认知中HDACs仅调控基因转录的局限。发现HDAC3特异性抑制剂可逆转耐药表型，为结直肠癌精准治疗提供新策略：通过检测肿瘤组织HDAC3表达水平，可筛选适合联合治疗方案的优势人群；针对HDAC3-p21通路的靶向药物研发，有望成为克服化疗耐药的新突破口。

研究还引发对表观遗传调控网络更深入的思考：HDAC3可能通过类似机制影响其他周期调控蛋白；不同HDAC亚型在耐药中是否存在功能冗余；去乙酰化与磷酸化等翻译后修饰的交叉调控等，这些都将成为未来研究的重要方向。该成果为理解肿瘤耐药本质提供了新视角，对推进精准医学实践具有重要指导价值。