首创选择性IIb类组蛋白去乙酰化酶降解剂的开发与特性研究

本研究针对IIb类组蛋白去乙酰化酶（HDAC6/10）选择性调控的难题，通过设计基于PROTAC（蛋白降解靶向嵌合体）技术的降解剂AP1，实现了HDAC6（DC50=13 nM）和HDAC10（DC50=29 nM）的高效特异性降解，且不干扰I类（HDAC1/8）和IIa类（HDAC4/7）HDAC功能。该成果为探索IIb类HDAC的病理机制提供了精准工具，相关研究发表于《Journal of Medicinal Chemistry》。

　　

在表观遗传学领域，组蛋白去乙酰化酶（Histone Deacetylases, HDACs）的异常表达与癌症、神经退行性疾病密切相关。其中IIb类HDAC（包括HDAC6和HDAC10）因其独特的非组蛋白底物调控功能成为研究热点，但现有抑制剂缺乏亚型选择性，易导致组蛋白H3过度乙酰化等副作用。如何实现IIb类HDAC的精准干预，是当前药物开发的重大挑战。

为解决这一问题，研究人员开发了首款选择性IIb类HDAC降解剂AP1。该研究创新性地将HDAC6/10双抑制剂tubastatin A及其开环衍生物，与来那度胺（pomalidomide）和苯基戊二酰亚胺（phenylglutarimides）等E3泛素连接酶CRBN配体通过PROTAC linker连接，构建了能特异性招募泛素-蛋白酶体系统的嵌合分子。通过细胞水平降解实验证实，AP1对HDAC6和HDAC10的半数降解浓度（DC₅₀）分别达到13 nM和29 nM，而对I类HDAC1/8和IIa类HDAC4/7无显著影响。值得注意的是，AP1处理后的细胞未出现组蛋白H3乙酰化水平升高，证实其作用机制不依赖于经典的表观遗传修饰通路。在多种血液瘤和实体瘤细胞系中，AP1展现出低细胞毒性，凸显其作为化学敲降（chemical knockdown）工具的独特优势。

关键技术方法包括：1）基于结构设计的PROTAC分子合成；2）免疫印迹法（Western blot）定量检测HDAC蛋白降解效率；3）流式细胞术评估细胞毒性；4）组蛋白乙酰化修饰的质谱分析。

研究结果部分：

1. 分子设计：通过优化linker长度和E3配体类型，发现含四碳链的AP1具有最优降解活性。
2. 选择性验证：在HEK293T细胞中，AP1仅降低IIb类HDAC蛋白水平，对I/IIa类HDAC无影响。
3. 机制研究：蛋白酶体抑制剂MG132可阻断AP1的降解作用，证实其依赖泛素-蛋白酶体途径。
4. 功能评估：AP1处理未改变组蛋白乙酰化谱，但显著抑制HDAC6依赖的α-微管蛋白去乙酰化。

结论部分强调，AP1作为首个IIb类HDAC选择性降解剂，突破了传统抑制剂无法区分亚型的局限，为研究HDAC6/10在蛋白质稳态、细胞迁移等非转录调控功能提供了特异性工具。这种事件驱动（event-driven）的作用模式，相较于传统占位驱动（occupancy-driven）的抑制剂，可能为HDAC相关疾病治疗开辟新途径。论文发表于《Journal of Medicinal Chemistry》，为开发下一代表观遗传靶向药物奠定了重要基础。