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急性髓细胞白血病(Acute myeloid leukemia，AML)是最常见的急性白血病。阿糖胞苷（Cytosine arabinoside, ara-C）和柔红霉素（Daunorubicin，DNR）是目前在AML治疗中应用最广泛和最有效的两种常规化疗药物，对二者的抗药性是导致AML治疗失败的主要原因。因此，引入抗癌新药来增强常规化疗药物的活性或降低其毒副作用,进而提高AML的治愈率,具有特殊的重要性和迫切性。在众多的抗癌新药中，组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histonedeacetylase inhibitor, HDACI)类药物尤其引人关注。目前，至少有十余种HDACI处在早期的临床试验阶段。其中，Vorinostat、Depsipeptide、Belinostat和Panobinostat已经获得美国食品及药品管理局(Food and Drug Administration, the United States of America, USFDA)的批准用于治疗与血液相关的肿瘤。针对AML的相关研究表明，HDACI能抑制AML细胞的增殖并能诱导细胞的凋亡，但对正常组织细胞的作用却有限。因此，HDACI是一类非常有前途的治疗AML的靶向新药。然而临床实验显示，作为单药治疗癌症，HDACI的疗效有限。但是，HDACI与其它化疗或靶向性药物联合应用时却能显著提高这些药物的抗肿瘤活性。因此，将HDACI与化疗药物或其它靶向性药物联合治疗癌症已成为一个新的研究热点。我们课题组在之前的研究中发现，广谱HDAC抑制剂panobinostat通过下调BRCA1、CHK1和RAD51蛋白（在DNA损伤应答网络中起关键作用）和mRNA的表达来部分消除常规化疗药物阿糖胞苷和柔红霉素引起的S和/或G2/M细胞周期检验点的激活，并促进阿糖胞苷和柔红霉素引起的DNA损伤，从而显著增强二者引起的AML细胞的凋亡。然而，究竟哪些HDAC调控BRCA1、CHK1和RAD51的表达尚不清楚。这是本论文要解决的核心问题。首先，我们应用不同类别的选择性HDACI来筛查究竟哪些大类的HDAC调控BRCA1、CHK1和RAD51的表达。我们发现，在AML细胞中，只有I类HDAC选择性抑制剂MGCD0103（选择性抑制HDAC1、HDAC2和HDAC3）对BRCA1、CHK1和RAD51蛋白和mRNA的表达产生了下调作用，并增加了阿糖胞苷和柔红霉素所诱导的DNA损伤和细胞凋亡，MGCD0103还部分消除了阿糖胞苷所诱导的S和G2/M细胞周期阻滞，也部分消除了柔红霉素所诱导的G2/M细胞周期阻滞，这与应用panobinostat得到的结果一致。然而，IIa类HDAC抑制剂MC1568和HDAC6选择性抑制剂Tubastatin A对AML细胞则没有这方面的影响。上述结果表明，MGCD0103通过选择性抑制HDAC1、HDAC2和HDAC3来下调AML细胞中BRCA1、CHK1和RAD51的表达，至少部分消除了阿糖胞苷和柔红霉素所诱导的细胞周期阻滞，并促进阿糖胞苷和柔红霉素所引起的DNA损伤，从而使大量AML细胞在带有DNA损伤的情况下进行细胞周期运行而诱发细胞凋亡。随后，我们应用免疫沉淀和HDAC酶活分析法进一步证明了HDAC1、HDAC2和/或HDAC3对上述基因的调控起关键作用，但与HDAC8无关。对HDAC1、HDAC2和HDAC3调控BRCA1、CHK1和RAD51表达的分子机制的初步探索发现，HDAC1、HDAC2和/或HDAC3对BRCA1、CHK1和RAD51表达的下调作用可能是通过下调转录因子E2F1来实现的。为进一步研究HDAC1、HDAC2和HDAC3中究竟哪些调控BRCA1、CHk1和RAD51的表达，我们应用慢病毒shRNA在AML细胞株中分别沉默了HDAC1、HDAC2和HDAC3，结果表明单独沉默HDAC1、HDAC2和HDAC3中的任何一个对BRCA1、CHK1和RAD51的表达没有影响。另外，分别在HDAC1和HDAC2沉默的AML细胞中加入HDAC3选择性抑制剂RGFP966后都不能降低上述基因的表达水平，预示至少HDAC1和HDAC2协作调控上述基因的表达。如果在后续的实验中同时抑制HDAC1和HDAC2也不能对BRCA1、CHK1和RAD51的表达产生影响，那么则说明HDAC1、HDAC2和HDAC3都参与了对BRCA1、CHK1和RAD51表达的调控。综上所述，本论文的研究明确了同时抑制HDAC1、HDAC2和HDAC3能在AML细胞中下调BRCA1、CHK1和RAD51的表达，并能部分消除阿糖胞苷和柔红霉素引起的S和G2/M细胞周期阻滞，促进二者引起的DNA损伤和细胞凋亡。进一步的研究预示，HDAC1和HDAC2是调控BRCA1、CHK1和RAD51不可缺少的因素，是否需要HDAC3还需要进一步的实验来确定。本课题的完成对研发选择性更强的HDACI具有理论指导意义，为AML的临床治疗提供新思路。