Các bằng chứng gần đây cho thấy rằng ảnh hưởng phân tử của môi trườngnhư hút thuốc lá, stress, chế độ ăn …có thể vượt quá sự tương tác với trình tựDNA gây ra những biến đổi hóa học của g
Trang 1NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM
DI TRUYỀN NGOÀI GEN
TRONG UNG THƯ
CHUYÊN ĐỀ TIẾN SĨ
HÀ NỘI - 2018
Trang 2NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM
DI TRUYỀN NGOÀI GEN
TRONG UNG THƯ
Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Đô
Cho đề tài:
“Đặc điểm methyl hoá và sự biểu lộ của một số gen
ức chế ung thư trong ung thư vòm mũi họng”.
Chuyên ngành : Dị ứng và Miễn dịch
CHUYÊN ĐỀ TIẾN SĨ
HÀ NỘI - 2018
Trang 3DNA : Axit Deoxyribonucleic
RNA : Axit Ribonucleic
CGI : Cistosin guanine islDNA
CpG : Cistosin photphodieste guaninDNMT :DNA methyltransferase
EZH2 : Enhancer of zeste homolog 2 FHIT : Fragile Histidine Triad
HATs : Histone acetyl transferases
HDAC : Histone deacetylarases
HDMTs : Histone demethyl transferase
HMTs : Histone methyl transferase
MBD : Methyl C pG binding domain MECP2 : Methyl cystosin protein
MSP : (Methylation-Specific PCR)
ncRNA : noncodon RNA
RASSF1A :Ras association domain family 1A TRD : Transcriptional Repression DomainTSG : Tumor suppressor gene
Trang 4ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1 Khái niệm về di truyền ngoài gen 2
2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu về di truyền ngoài gen 2
3 Cơ chế di truyền ngoài gen 3
3.1 Cơ chế di truyền ngoài gen 4
3.2.1 Methyl hóa DNA 4
3.2 Sửa đổi histion 11
3.3 Vai trò của RNA không mã hóa 15
4 Những thay đổi di truyền ngoài gen trong ung thư 16
4.1 Thay đổi DNA methyl hóa trong ung thư 17
4.2 Sửa đổi histone trong ung thư 19
4.3 Vai trò của miRNA trong ung thư 20
4.2 Thay đổi di truyền ngoài gen liên quan telomere 22
5 Phát hiện methyl hóa và ứng dụng 24
KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 5Hình 1 Methyl hóa 4
Hình 2: Sự methyl hóa DNA bằng các enzyme DNAmethyltransferase 5
Hình 3: Quá trình khử CH3 6
Hình 4 Methyl hóa DNA và sử đổi hoston 8
Hình 5 Vai trò của MBD 9
Hình 6: Vai trò của DNMT gây ức chế phiên mã liên quan đến nhóm gen gây bệnh Hunttington 11
Hình 7 Cấu trúc nhiễm sắc thể 11
Hình 8: Sửa đổi histone gây đóng nhiễm sắc thể (a), Nhiễm sắc thể tháo xoắn bình thường (b) 12
Hình 9 Sửa đổi histone 14
Hình 10 Vai trò của phức hợp HLC trong sửa đổi histone 15
Hình 11 ncRNA gây thay đổi di truyền ngoài gen 16
Hình 12 Vai trò của di truyền ngoài gen 16
Hình 13 Đoạn gen TSG xảy ra hiện tượng methyl 17
Hình 14 Vai trò của Rassf1a 18
Hình 15 Methyl hóa DNA gen ức chế ung thư 19
Hình 16 Methyl hóa DNA gây ức chế phiên mã 19
Hình 17 Vai trò của mi RNA 22
Hình 18 Vai trò của telomere 22
Trang 6ĐẶT VẤN ĐỀ
Thành tựu to lớn của di truyền học là việc khám phá ra cấu trúc củaDNA và giải mã bộ gen người, lý giải sự khác nhau về kiểu hình và bệnh tật ởngười phụ thuộc vào trật tự gen trong DNA cấu trúc với các hoạt động ditruyền của DNA đã được lập trình ổn định Cơ thể người được tạo nên từ hơn
250 loại tế bào biệt hóa khác nhau, chúng đều chứa lượng base DNA nhưnhau theo một thứ tự chính xác Tuy nhiên mỗi loại tế bào thực hiện chứcnăng khác nhau do cơ chế điều hòa chức năng và biểu hiện gen không phụthuộc vào cấu trúc DNA với các tác động từ môi trường hình thành cơ chếđiều hòa di truyền ngoài gen Trong mối tương tác với môi trường có thể làmthay đổi về mặt hóa học DNA nhưng không thay đổi trình tự có thể tác độngtới hoạt động phiên mã, từ đó kiểm soát được biểu hiện gen [1]
Các bằng chứng gần đây cho thấy rằng ảnh hưởng phân tử của môi trườngnhư hút thuốc lá, stress, chế độ ăn …có thể vượt quá sự tương tác với trình tựDNA gây ra những biến đổi hóa học của gen, nhiễm sắc thể, sự im lặng củagen , vai trò của RNA không mã hóa gọi là những biến đổi di truyền ngoài genhay di truyền ngoài gen [2]
Epigentics chủ yếu gồm: sự methyl hóa DNA và sự thay đổi histone,cung cấp những tiềm năng hữu ích như là các chỉ thị sinh học chẩn đoán vàtiên lượng cũng như các mục tiêu trị liệu chống ung thư [4]
Để xây dựng cơ sở lý thuyết về biến đổi di truyền ngoài gen chuyên đềnày tập chung đề cập các nội dung chính như sau:
- Đại cương về di truyền ngoài gen.
- Cơ chế di truyền ngoài gen trong cơ chế bệnh sinh ung thư.
- Những thay đổi di truyền ngoài gen trong ung thư.
Trang 7NỘI DUNG
1 Khái niệm về di truyền ngoài gen
Di truyền ngoài gen (di truyền ngoài gen) là lĩnh vực nghiên cứu vềnhững thay đổi hóa học của chuỗi DNA mà không thay đổi trật tự base trênchuỗi DNA liên quan đến biểu hiện gen và cơ chế điều hòa biểu hiện gen.Những biến đổi này vẫn có thể di truyền được qua phân bào [2-6]
Những biến đổi về di truyền ngoài gen rất đa dạng và được chia thành 3loại chính sau: Sự methyl hóa DNA (DNA methylation), sửa đổi sau dịch mãcủa protein histone (post-translational modification of histone proteins) và vaitrò của RNA không mã hóa (ncRNA) [7] Vai trò của di truyền ngoài gennhằm quy định sự biểu hiện của gen bằng việc kiểm soát sự đóng mở củanhững gen nhất định giúp cơ thể tăng trưởng và phát triển bình thường cũngnhư duy trì nhiễm sắc thể ở trạng thái bình thường Chính vì thế, những thayđổi này sẽ dẫn đến sự bất ổn của nhiễm sắc thể và bất ổn trong điều khiển quátrình phiên mã của các gen ức chế khối u dẫn đến những biểu hiện bất thườngcủa gen mà ta có thể thấy trong nhiều bệnh unh thư ở người [8]
2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu về di truyền ngoài gen.
- Từ thế kỷ 18 khi các nhà khoa học, nhà tự nhiên học, nhà di truyền học
còn tranh luận liệu có hay không các đặc tính di truyền, sự biểu hiện hình thái,đặc điểm được di truyền do chọn lọc tự nhiên Vào thế kỷ 19 các nhà tế bàohọc đã chỉ ra các cấu trúc tế bào là thuộc tính di truyền và có liên quan đếnnhiễm sắc thể trong nhân tế bào
- Đến năm 1940 Morgan đã cung cấp những bằng chứng nhiễm sắc thể
chứa DNA và đây chính là vật liệu di truyền Đặc biệt đến năm 1953 Watson
và Crick đã chứng minh chuỗi xoắn kép DNA là cơ sở phân tử của di truyền
Trang 8Đến năm 1966 đã công nhận trạng thái của nhiễm sắc thể sẽ hướng dẫn hoạtđộng của gen Trong những năm 1960 - 1975 khẳng định thông tin di truyềnđược mã hóa bởi trình tự nucleotid của DNA và sao mã RNA để tổng hợpprotein biểu hiện [3-8-9]
- Sự phát triển các nghiên cứu mở rộng về di truyền và sinh học ở thế kỷ
20 đang đề cập đến lĩnh vực di truyền ngoài gen.Thuật ngữ “ di truyền ngoàigen” này được đặt ra năm 1942 bởi Waddington, bắt nguồn từ tiếng Hy Lạpvới những mô tả ban đầu về ảnh hưởng của quá trình này với sự phát triển từ
đó đến nay các nghiên cứu đang tập trung vào cơ chế, vai trò, ảnh hưởng của
di truyền ngoài gen với bệnh tật [10-11]
- Năm 1966 methyl hóa DNA là một nghiên cứu được thực hiện bởi
Griffith và Mahler chỉ ra rằng methyl hóa DNA có vai trò rất quan trong với
sự im lặng biểu hiện của một số gen Ngoài ra di truyền ngoài gen cũng baogồm sự sửa đổi histone, cấu trúc lại nhiễm sắc thể, sự điều hòa gen củanocodonRNA, từ đó tiếp tục xem xét mối liên quan của các quá trình này vớicác rối loạn bệnh như: Ung thư, chậm phát triển trí tuệ, miễn dịch, rối loạntâm thần và một số rối loạn ở trẻ em [12]
- Năm 1975 các nhà khoa học đã công bố bằng chứng đầu tiên rằng việc
bổ sung một số hóa chất nhất định có nhóm methyl vào DNA có thể làm bấthoạt gen trong tế bào Ngược lại việc sử dụng một số hóa chất loại bỏ nhómmethyl làm cho gen biểu hiện trở lại Điều này gợi ý rằng hoàn toàn có thểsửa đổi tình trạng methyl hóa ở một gen nào đó [13]
3 Cơ chế di truyền ngoài gen
Những biến đổi di truyền ngoài gen rất đa dạng bao gồm 3 quá trình đãđược nghiên cứu là: methyl hóa DNA, sửa chữa histone và nucleosom.Methyl hóa xảy ra ở mức độ DNA trong khi 2 yếu tố còn lại diễn ra ở mức độ
Trang 9protein [14] Ngoài hai quá trình trên di truyền ngoài gen còn bao gồm cả vaitrò của các RNA không mã hóa (ncRNA) và thay đổi ở vùng lặp telome.Nhiều nghiên cứu tập trung vào methyl hóa DNA bao gồm bản chất của sựmethyl hóa DNA, sự hình thành, sự phân bố của methyl hóa dọc theo bộ gen,đóng góp khía cạnh quan trọng của sự hiểu biết rối loạn và bệnh tật [15].
3.1 Cơ chế di truyền ngoài gen
c
Hình 1 Methyl hóa
3.2.1 Methyl hóa DNA
- Methyl hóa DNA là quá trình thay đổi về mặt hóa học do hình thànhmột gốc CH3 liên kết đồng hóa trị với vị trí cacbon số 5 của cytosin nằm ở vịtrí hai nucleotid: cytosine và guanin viết tắt là CpG (p là liên kếtphosphodieste) Khi CpG tập hợp nhiều trong khoảng 200bp tại một ví trí nào
đó trong gen có GC chiếm hơn 50% thì người ta gọi là đảo CpG [16]
Trang 10Methyl hóa cytosin chiếm khoảng 1% tổng số nucleotid và khoảng 75%của tất cả CpG trong bộ gen của con người Hai nucleotid CpG phân bốkhông đồng đều trên toàn bộ bộ gen người, khi tập trung mật độ cao nhữngvùng gọi là đảo CpG (CGI) Khoảng 50-60% promoter gen giàu CpG, ướctính hệ gen của con người chứa khoảng 29.000 chuỗi CpG [17] Đảo CpGthường có mặt ở vùng promoter của gen và nếu chưa bị methyl hóa thì vẫncho phép quá trình phiên mã diễn ra bình thường, trong khi vùng CpGpromoter bị methyl hóa sẽ ức chế hoạt động của promoter
3.2.2 Điều hòa methyl hóa DNA
- Cơ chế gắn gốc CH3 vào DNA trong quá trình phân bào nhờ các
enzyme methyltransferase (DNMT) Có 4 loại DNMT được xác định ở độngvật có vú và cả 4 enzyme đều chuyển nhóm CH3 từ S-adenosyl methioninsang DNA Khi bị methyl hóa ở vùng promoter có thể dẫn đến hai cơ chế điềuhòa biểu lộ gen: Một là, ức chế các yếu tố điều hòa biểu lộ gen gắn vào vùngkhởi động cơ chế này được minh họa trong (Hình 1.3A và 1.3B) Hai là, cócác protein gắn đặc hiệu với CpG bị methyl hóa dẫn đến cơ chế làm mấtacetyl của histone và làm cấu trúc sợi chromatin co lại, cuối cùng dẫn đến cácyếu tố phiên mã không gắn được vào vùng đó của DNA (Hình 2)
Hình 2: Sự methyl hóa DNA bằng các enzyme DNAmethyltransferase
(DNMTs) DNMT1, DNMT3A và DNMT3B[18].
Trang 11Hình 3: Quá trình khử CH3[18]
Các cytosin ở gần guanin là những mục tiêu cho việc methyl hóa bởienzymemethyltransferase Sự tập hợp CpG thành khu vực được gọi là đảoCpG ("p" dùng để chỉ phosphate giữa các base nucleotid) [18-19] Nhữngvùng này thường gắn với các vùng promoter nằm ở phía đầu 5’ của các gen.Gần một nửa số gen trong hệ gen của chúng ta có vùng promoter giàu CpG.Trong toàn bộ hệ gen, khoảng 80% các nucleotid CpG không tập trung thànhđảo CpG cũng có thể bị methyl hóa [19] Trong các điều kiện bình thường cáchòn đảo CpG liên kết với promoter gen thường không được methyl hóa [20] Khi CGs có mặt gần hoặc tại các đoạn DNA nối của nucleosom tìnhtrạng methyl hóa của cytosin có thể ảnh hưởng sự lựa chọn vị trí ghép nối,dẫn đến việc sản xuất các đồng phân thay thế [21-23] Đột biến methyl hóaCGs chuyển đổi 5mC thành thymine tức là chuyển đổi CpG thành TpG sauphiên mã Theo thời gian, điều này đã dẫn đến sự thiếu sót tương đối của cácdinucleotidtid CG trong DNA và tích lũy các đột biến [19] Đảo CpG tạipromoter của gen có sự methyl hóa quá mức sẽ gây ra sự bất hoạt quá trìnhphiên mã dẫn đến ức chế biểu hiện gen liên quan Sự methyl hóa xảy ra ở khuvực CpG không thuộc promoter có thể gấy biến đổi gen hoặc thay đổi cấutrúc nhiễm sắc thể [24]
Methyl hóa DNA ảnh hưởng đến sự phiên mã của các gen theo hai cách.Thứ nhất, sự tự methyl hóa của DNA có thể cản trở việc gắn protein phiên mã
Trang 12vào gen Thứ hai quan trọng hơn, DNA bị methyl hóa có thể bị gắn bởi cácprotein gọi là các protein methyl-CpG-binding (MBDs) Sau đó các proteinMBD tiếp tục thu hút các protein khác gắn vào vị trí đó, như các enzyme khửacetyl của histone (HDACs) Mối liên quan giữa methyl hóa DNA và cấu trúcnhiễm sắc thể là rất quan trọng [25].
Trạng thái methyl hóa DNA được điều chỉnh bởi một số enzyme nhưsau:
- Các enzyme xúc tác quá trình methyl hóa là các DNA
methyltransferase (DNMTs), bao gồm 3 DNMT chính: DNMT1 duy trì tìnhtrạng methyl hóa sau DNA tái bản; DNMT3A và DNMT3B xúc tác quá trìnhDenovo methyl hóa nhắm tới các CpG chưa được methyl hóa và xuất hiệnhiện rất cao trong quá trình phát triển của phôi và có thể biểu hiện ở môtrưởng thành [26]
Các enzyme này có thể thêm methyl các nhóm ở vị trí cystocin dọc theodãy DNA Các CG chưa được methyl hóa sẽ được methyl hóa bởidenovomethyltransferase là DNMT3A và DNMT3B mà DNMT1 chưa xúctác methyl hóa trong quá trình phiên mã, như những vùng có mật độ tập trungcao CG của bộ gen Cả hai Cả DNMT3A và DNMT3B đều rất cần thiết đểthiết lập methyl hóa trong toàn bộ hệ gen, bao gồm vùng lặp CG DNMT3Bđược chứng minh là tăng cường methyl hóa vùng giàu CpG vùng promoter ởcác gen ức chế khối u làm cho các gen này im lặng được tìm thấy trong các tếbào ung thư ở người [27] Một thành viên khác trong họ DNAmethyltransferase là DNMT3L là một enzyme không hoạt động tuy nhiên,DNMT3L hỗ trợ DNMT3A và DNMT3B khi thành lập methyl hóa trong noãnbào và cũng để tạo methyl hóa trong quá trình sinh tinh [28]
Trang 13Ngược lại khử methyl được thực hiện bởi protein TET (Ten EleventTranscription) kết hợp với Fe2 + và yếu tố α-ketoglutarate để chuyển đổi 5-methylcystosin thành 5-hydroxymethylcystosin [29].
Hình 4 Methyl hóa DNA và sử đổi hoston
Hiện tượng methyl hóa liên quan với một số lượng lớn các rối loạn và bệnhtật, và có rất nhiều quan tâm đến sự hiểu biết như thế nào các tác động môitrường (ví dụ như khẩu phần dinh dưỡng, rượu và thuốc lá, chất gây ô nhiễm,chất độc, căng thẳng, tập thể dục ) [30]
Điều hòa cơ chế cơ chế di truyền ngoài gen có sự tham gia của cácprotein miền gắn kết methyl tại vùng CpG (Methyl CpG binding domain-MBD) Vai trò chính của các thành viên gia đình MBD điều chỉnh các quátrình methyl hóa DNA, khử acetyl histone từ đó cấu trúc lại nhiễm sắc thể và
ức chế phiên mã [31-32] Hiện nay họ protenin này bao gồm 11 loại đều chứaMBD trong đó có sáu hợp chất chính bao gồm methylcytosin binding protein
2 (MECP2), và 4 MBD chủ yếu: MBD1, MBD2, MBD3, MBD4, các MBDđều liên kết với vùng ức chế phiên mã TRD (Transcriptional RepressionDomain) [33]
Trang 14Hình 5 Vai trò của MBD [32]
Vai trò chính của các protein gia đình MBD trong điều chỉnh cơ chế ditruyền ngoài gen và ức chế phiên mã (A)MBD1 điều chỉnh phiên mã thôngqua methyl hóa histone (B) MeCP2 có vai trò hình thành cấu trúc đóng củanhiễm sắc thể thông qua quá trình methyl hóa histone (C) MeCP2 cũng có khảnăng phối hợp methyl hóa histone và khử acetyl hóa histone tại cùng một vịtrí bị methyl hóa thông qua tương tác đồng yếu tố như CoREST (D) MBD2
ức chế phiên mã thông qua các liên kết phức tạp NuRD / Mi-2 cho phép khửacetyl histone và tái tạo nucleosom (E)MBD3 cũng tương tác với phức hợpNuRD / Mi-2 và kết hợp với sự methyl hóa DNA (F) MBD4 duy trì sựmethyl hóa DNA (G) MeCP2 có thể làm im lặng các gen chọn lọc bằng cáchtạo ra các vòng chromatin thông qua sự trợ giúp của chất tái tạo nhiễm sắc thểATRX và CTCF-Cohesin (H) MBD1 phối hợp CAF1 đảm bảo methyl hóahistone [32]
Bảng 1 Danh sách các enzyme gây methyl hóa DNA trong một số loại ung thư [33]
Trang 15Denovo methylhóa, ức chế phiênmã
Tăng cường điềuhòa phiên mã
Ung thư đạitràng, ung thư vú,ung thư buồngtrứng, ung thưthực quản
DNMT3B
Denovo methylhóa, ức chế phiênmã
Tăng cường điềuhòa phiên mã
Ung thư vú, ungthư biểu mô gan,ung thư đại trựctràng
DNM3L Liên kết hoạt độngvới DNM3A&3B Tăng cường điềuhòa phiên mã
Trang 16Hình 6: Vai trò của DNMT gây ức chế phiên mã liên quan đến nhóm gen gây bệnh Hunttington [34]
3.2 Sửa đổi histion
Ngoài methyl hóa DNA sự thay đổi histone là một cơ chế di truyền ngoàigen quan trọng trong điều hoà gen và sinh ung thư [35]
Đơn vị cơ bản cấu tạo nên NST là nucleoxom, mỗi nucleoxom gồm 8phân tử protein histone được quấn quanh bởi 1 ¾ vòng DNA tương ứng với
146 cặp nucleotit Các nucleoxom cạnh nhau được nối với nhau bởi một đoạnDNA tạo thành chuỗi nucleoxom (sợi cơ bản) Sợi cơ bản (11nm) -> Sợinhiễm sắc (30nm) -> Cromatit (700nm) -> NST (1400nm)
Hình 7 Cấu trúc nhiễm sắc thể
- Mỗi nucleosom dài khoảng 142 bp DNA bao quanh một octamer
protein histone Các octamers này bao gồm hai tiểu đơn vị của mỗi proteinhistone cốt lõi sau đây: H2A, H2B, H3 và H4 Histone H1 liên kết histonenằm ngoài lõi và liên quan đến việc đóng gói DNA [36]
Trang 17- Phần đuôi histone chứa một lượng lớn lysin và arginine là những vị trí
có thể bị gắn 1 hoặc vài gốc CH3 Sửa đổi để các axit amin trên đuôi N củahistone nhô ra từ lõi nucleosom hình thành cấu trúc nhiễm sắc thể mở hoặcđóng và những ảnh hưởng đến khả năng phiên mã, ảnh hưởng tới các yếu tốtruy cập vùng promoter để kích hoạt phiên mã [37-38]
- Hiện nay methyl hóa và acetyl hóa histone H3 được nghiên cứu rộng
rãi nhất liên quan đến ung thư [39-40] Dimethyl hóa hoặc trimethyl hóa ởH3K4 me2/3 (histone số 3 lysin 4) thường xảy ra ở khu vực bắt đầu phiên mãcủa gen , monomethyl hóa H3K4me1 ở khu vực tăng cường H3K9me3 vàH3K27me3 liên quan đến sự ức chế phiên mã Mặt khác quá trình acetyl hóathường xuất hiện ở cấu trúc nhiễm sắc thể mở cho phép nhiều gen hoạt độngnhư acetyl hóa lysin số 27 của histone số 3 (H3K27Ac) xảy ra ở cả vị trí khởiđầu phiên mã và vùng tăng cường [41]
Hình 8: Sửa đổi histone gây đóng nhiễm sắc thể (a), Nhiễm sắc thể tháo xoắn bình thường (b)
Methyl hóa histone được thực hiện bởi histone methltransferase (HMTs)
có thể chuyển lên đến ba nhóm methyl tới vị trí acid amin mục tiêu Nếu gắntại lysin trong đuôi của histone được xúc tác bới lysin methytranferase(KMTs) Acetyl hóa xảy ra ở lysin có liên quan đến kích hoạt phiên mã Sự
Trang 18thay đổi này được thực hiện bởi histone acetyltransferase (HATs) Ngược lại,loại trừ nhóm methyl ra khỏi histone là histonedemethylase (HDMTs) và loại
bỏ acetyl bởi các histone deacetylase (HDAC) [42] Các HDACs rất quantrọng trong việc điều chỉnh sự biểu hiện của các gen, sự gia tăng và sự biệt hóa
tế bào, quá trình apoptosis [43] Biểu hiện HDAC cao và dẫn đến khử acetyl ởhistone được quan sát thấy trong bệnh ung thư với sự ức chế phiên mã của gen,cung cấp một lý do để điều tra các chất ức chế HDAC trong điều trị ung thư[40]
Tần suất lysin có mặt cao ở đầu N của H3 vị trí 9, 14, 18 và 23, và H4lysin 5,8,12 và 16, thường được nhắm mục tiêu để sửa đổi [44] Acetyl hóa sốlượng lớn lysin tại đuôi N histone, làm tháo xoắn DNA dẫn đến cấu hìnhchromatin mở cho phép quá trình sao chép thực hiện trên DNA EnzymeAcetyltransferase thêm các nhóm axetyl từ acetyl coenzyme A (acetyl-CoA)đến nhóm epsilon-amino đặc hiệu của lysin Có 18 enzyme HDAC trong tếbào động vật có vú được chia thành hai nhóm:
- Kẽm metalloenzyme xúc tác sự thủy phân của axetyl hoá cụ thể trên
đuôi histone và bao gồm các chất HDAC cấp I, II và 1V NAD-phụ thuộc Sir2deactylase được xem như là HDAC lớp III [45]
- Lớp I là một nhóm gồm bốn enzyme gọi là HDAC1, 2, 3 và 8 và lớp
này có liên quan với sự điều chỉnh gen Chúng được biểu hiện ở khắp mọi nơi
và chúng hoạt động độc nhất trong hạt nhân [45]
- Lớp II được chia thành lớp IIA, bao gồm HDAC 4, 5, 7 và 9 và lớp IIB
bao gồm HDAC 6 và 10 Các enzyme loại II vận chuyển giữa tế bào chất vànhân, và chúng liên quan chủ yếu đến sự khác biệt tế bào và được biểu hiệnrất cao trong các mô nhất định [45]
Trang 19- Loại III bao gồm deacetylase phụ thuộc NAD là một nhóm gồm bảy
enzyme có liên quan đến việc duy trì độ ổn định của nhiễm sắc thể Chúng cóthể loại bỏ các nhóm acetyl khỏi histone [46]
- Lớp IV chứa một thành viên là HDAC11có liên quan chặt chẽ với lớp I
do đó nó được coi là một thành viên của lớp IV Các chức năng của HDAC11chưa rõ rệt[47] Những thay đổi của HAT, HDAC có liên quan đến một sốbệnh ung thư như ung thư hạch, đại tràng, dạ dày, vú [48-49]
Hầu hết histone H3 chủ yếu được acetyl hóa ở lysin 9, 14, 18, 23 và 56,methyl hóa ở arginine 2 và lysins 4, 9, 27, 36 và 79, và phosphoryl hóa ởserine10, serine28, thyrosine 3 và thyrosine11 Histone H4 chủ yếu đượcacetyl hóa ở lysin 5, 8, 12 và 16, được methyl hóa ở arginine 3 và lysin 20, vàphosphoryl hóa ở serine 1 Do đó, phát hiện định lượng các thay đổi histonekhác nhau sẽ cung cấp thông tin hữu ích để hiểu rõ hơn về thay đổi di truyềnngoài gen ở các quá trình tế bào và sự phát triển của các loại thuốc nhắm mụctiêu enzyme thay đổi histone [50-51]
Hình 9 Sửa đổi histone (N- đuôi terminal của H3 và H4 M=methylated, A=acetylated, P=phosphorylated)
- Sử dụng các enzyme để sửa đổi sinh hóa lysin histone đang là mục tiêu
để điều trị ung thư dựa trên cơ chế sửa đổi histone gay im lặng một số genung thư Phức hợp gồm protein CoRest và enzymee HDAC1/2 ( histonedeacetyl) và LSD1 (lysindemethyl) viết tắt là LHC hoạt động có tác dụng