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组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)是一类能够有效抑制抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞分化、促进细胞凋亡的抗肿瘤新药。其杀伤肿瘤的作用机制可能涉及通过表观修饰调节基因表达及抑制分子伴侣蛋白Hsp90的功能。
染色体乘客复合体(chromosomal passenger complex，CPC)是近年来发现报道的细胞内一组与染色体结合并负责细胞有丝分裂调控的蛋白分子，主要由Aurora B激酶、着丝粒中心蛋白(Inner centromere protein，INCENP)、Survivin及Borealin/DasarB等蛋白分子组成。研究证实CPC在有丝分裂过程中扮演了重要的角色，涉及纺锤体形成、染色体排列、姊妹染色单体分离、纺锤体检查点信号及胞质分裂等多种重要功能。
热休克蛋白90(heat shock proteins，Hsp90)是细胞内重要的分子伴侣蛋白，能够参与细胞内一些重要蛋白分子的构象，稳定性及激酶活性的调节。研究表明CPC的两种重要的蛋白组分Aurora B和Survivin蛋白皆为热休克蛋白90的底物蛋白，我们先前的研究表明HDACi能够使Hsp90分子发生乙酰化而抑制Hsp90和其底物蛋白的结合，从而促进多种底物蛋白包括survivin通过泛素-蛋白酶体通路降解。
在前期实验中观察到，应用HDACi处理多种肿瘤细胞，都会诱导细胞产生异常的有丝分裂现象。因此，提示我们思考HDACi能否通过影响CPC的正常定位和表达，进而杀伤肿瘤细胞，诱导有丝分裂灾变?围绕这一问题，针对
HDACi对细胞CPC分子表达和着丝粒定位、相关的着丝粒表观修饰改变、动粒组装和细胞检查点功能等影响进行了系列的深入研究，对HDACi诱导肿瘤细胞发生有丝分裂灾变的分子机制进行探讨。研究内容及结果：
1．HDACi诱导肿瘤细胞发生有丝分裂灾变
HDAC抑制剂FK228、TSA及SAHA分别处理非小细胞肺癌、前列腺等细胞后，瑞氏-姬姆萨染色显示细胞形态出现了明显改变，表现为细胞胞浆皱缩、胞内颗粒逐渐增多、并出现大的多核细胞。多核细胞计数和有丝分裂各期细胞计数结果显示，FK228处理后多核细胞数明显增多，药物处理后有丝分裂后期和末期细胞的比例明显减少，出现明显前中期阻滞现象。免疫荧光染色结果显示FK228处理后细胞出现以细胞周期前中期阻滞染色体分离排列异常、多核细胞为特征的有丝分裂灾变现象。
上述结果表明，HDACi处理能够诱导细胞发生有丝分裂灾变。在后续实验中我们主要以FK228进行相关实验
2．FK228影响CPC分子的着丝粒定位和AuroraB激酶活性。
免疫荧光染色证实FK228可以在作用12h后明显改变CPC各组成蛋白Survivin、AuroraB、INCENP及Borealin在有丝分裂过程中的着丝粒定位。伴随AuroraB激酶蛋白定位的改变，其底物蛋白组蛋白H3第十位点丝氨酸的磷酸化(H3Ser10-ph)明显降低，着丝粒CENP-A蛋白的磷酸化同样降低， 提示AuroraB激酶的活性受到明显抑制。
3．FK228对CPC分子定位的影响不是由于抑制Hsp90叻能所致
蛋白印记实验检测结果显示，FK228可以程度不同地降低A549和H1299细胞中AuroraB和survivin蛋白的表达，其中survivin蛋白的降低出现较早，可以在用药后24小时明显清除，48小时完全清除，而AuroraB蛋白的降低要在用药后48小时较为明显。
随后免疫荧光染色证实FK228处理6小时，对survivin蛋白的定位尚无明显影响，12h后，survivin蛋白在着丝粒的定位即开始消失，这一结果明确证实survivin蛋白在着丝粒定位能力的消失早于蛋白水平的下降，即FK228影响CPC蛋白的着丝粒定位并不是由于抑制Hsp90功能，促进AuroraB及survivin蛋白降解所引起的。
4．FK228明显改变着丝粒表观遗传修饰特征
着丝粒是染色体上的一个特化的结构，由着丝粒DNA (CEN DNA)装配上复杂的染色体蛋白和着丝粒蛋白组成。CEN染色质中其组蛋白修饰谱与常染色质及侧翼的异染色质不同，CEN染色质的表观修饰特征包括组蛋白低乙酰化，同时缺少组蛋白H3第9位赖氨酸的二甲基化修饰(H3K9-Me2)，仅在着丝粒外围呈现组蛋白H3第9位赖氨酸的三甲基化修饰(H3K9-Me3)。研究表明这种不同的修饰方式有助于其独特区域及着丝粒区三维结构的组成，代表着决定着丝粒特性的表观遗传信息，提示表观遗传修饰对着丝粒的功能起着重要的调控作用。我们研究发现FK228可明显改变其表观修饰，其作用包括
(1)．FK228作用后6h明显增强组蛋白乙酰化；
(2)．H3K9乙酰化的增强明显降低着丝粒H3K9-Me3修饰，但对核质内表达的H3K9-Me2没有影响；
(3)．FK228降低H3K9-Me3修饰并影响H3Ser10-ph修饰，直接导致着丝粒旁异染色质蛋白HP1在有丝分裂期解离障碍，表达增强；
(4)．CENP-A的磷酸化修饰减弱；
5．FK228影响着丝粒的组装和功能
着丝粒具有包括动粒形成、纺锤体介导的运动，姊妹染色体结合及有丝分裂检查点等多重的功能。FK228能够改变着丝粒旁的表观遗传修饰特征，而表观遗传修饰在着丝粒区起重要的调控作用，提示我们引一步研究着丝粒区表观遗传修饰特征的改变对着丝粒组装和功能的影响。我们的研究证实FK2285对着丝粒具有如下影响：
(1)．FK228抑制着丝点(动粒)区外板蛋白CENP-E和CENP-F的定位；
(2)．FK228虽不影响动粒区内板蛋白CENP-A定位，但能够降低CENP-A蛋白的磷酸化，而磷酸化修饰对于CENP-A蛋白的功能是重要的；
(3)．FK228对内、外板蛋白定位的影响直接影响动粒的组装和功能，表现为着丝粒失去与微管的结合能力；
6．FK228灭活细胞检查点功能
(1)．FK228降低检查点蛋白BubR1和Bub1蛋白的着丝粒定位；
(2)．FK2228处理后纺锤体检查点在黏附和张力两方面的功能都受到了抑制；
本研究结果首次证实组蛋白去乙酰化酶抑制剂FK228可通过改变着丝粒重要的表观修饰特征，从而影响HP1蛋白在有丝分裂期的释放，并影响着丝粒的正确组装和CPC分子的着丝粒正常定位，导致细胞纺锤体检查点灭活，最终造成细胞有丝分裂灾变。