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组蛋白去乙酰化酶抑制剂通过控制DNA缠绕于组蛋白的松紧程度来发挥作用。组蛋白去乙酰化酶通过组蛋白的去乙酰化(去除乙酰基),使DNA更紧地缠绕在组蛋白上,从而导致这些DNA不易被基因转录因子接触。结果导致与细胞分化、细胞周期阻滞、肿瘤免疫、受损细胞凋亡等有关的蛋白的表达受到抑制。这些因素都会促使癌症的发展。组蛋白去乙酰化酶抑制剂能有选择性地恢复这些癌症抑制因子和其它抗癌基因的表达。
创伤经历可以给大脑造成永久性记忆,关于战争和幼年时期被虐待的痛苦记忆可以被记录在DNA上,这可以导致如创伤后应激障碍,针对该疾病采用行为学干预治疗效果不理想。
有学者刚刚报道一种新的思路,用小鼠进行的研究发现,在一种抗肿瘤药物组蛋白去乙酰化酶抑制剂的协助下,结合普通的行为学治疗可以将表观遗传信息清除,让大脑忘记相关痛苦的记忆。
人类创伤后应激障碍等焦虑性疾病,特定痛苦记忆并不能随着时间延长被遗忘。本研究作者MIT神经科学家Li-Huei Tsai甚至说这种体验每天都会重复。在安全环境下用照片和虚拟现实唤醒患者创伤事件相关记忆,这是一种记忆消退疗法,能帮助患者钝化痛苦。但严重的创伤后应激障碍往往容易复发。
为建立这种动物模型,Tsai等在强声同时电击小鼠足底,当动物掌握了这种关联后,一旦听到同样的声音,即使不进行电击,动物同样会freeze。建立惊吓条件后,研究人员在安全环境中重复同样的声音,让动物忘记痛苦的记忆(这研究类似条件反射的建立和消退)。如果这种治疗在惊吓条件建立后1个月进行,将会失去部分效果。因为这种恐怖记忆已经导致大脑发生表观遗传学改变。
在啮齿类动物,似乎一周的记忆就可以引起表观遗传学变化。或者一周的学习可以引起基因的永久变化。不过他们采用联合疗法获得了意想不到的成功,研究人员用一种肿瘤药物组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACis)协助清除这种表观遗传学改变,这样可以使行为学治疗的窗口明显延长。
只需要在行为学治疗前一天给动物一次HDACi,行为学治疗的效果可以恢复,似乎药物可以帮助动物建立一段可以进行记忆清除的窗口。HDACi本身没有任何作用,但一次给药,就可以恢复行为学治疗的效果。或许这种手段将来可以在人体试验成功,这将给难治性创伤后应激障碍带来希望。不过,现在仍不清楚这种清除记忆的具体类型,HDACis似乎是大脑表观遗传学变化调节器,应该对其他相关生物效应产生类似影响。他们过去的研究曾经发现,这类药物能够改善Alzheimer的记忆能力。
Tsai 等现在正尝试寻找这种痛苦相关记忆的基因。并分析这些基因在海马和皮层内发挥那些生物学效应。
Nature doi:10.1038/nature.2014.14534
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