合肥研究院在细胞乙酰化的光谱研究中取得新进展

近期，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所黄青研究组在细胞乙酰化的光谱研究中取得新进展。该工作不仅证明红外光谱可快速、定量监测细胞的乙酰化水平，而且为进一步开展HDACs抑制剂类的抗肿瘤药物对细胞作用过程及机理的研究提供了新的实验观测手段和分析方法。该项工作已经被Analytical Chemistry 接收（DOI:10.1021/ac504691q）。

随着表观遗传学研究的深入，人们发现细胞的表观遗传修饰异常，在肿瘤发生发展中起重要作用，其中组蛋白乙酰化是最为重要的修饰方式之一。一般情况下肿瘤细胞的组蛋白大部分呈现低乙酰化状态，而组蛋白去乙酰化酶(HDACs )抑制剂可以调节和抑制组蛋白去乙酰化的过程，所以越来越多的HDACs抑制剂被开发并用于肿瘤治疗，并作为一种新型的靶向抗肿瘤药物成为临床研究的热点。

曲古菌素A（Trichostatin A：TSA）作为HDACs抑制剂的典型代表药物之一，可促进组蛋白和非组蛋白发生乙酰化，抑制肿瘤细胞增殖。但TSA对细胞的具体作用过程和机理认识尚不完全清楚，能否方便、快速观测并定量分析这个过程对于科研人员是另一重要挑战。

合肥研究院技术生物所黄青研究组多年来致力于利用光谱技术（包括荧光技术）研究各种物理、化学因素诱导生物体中细胞结构和组分的变化，其中的傅立叶变换红外光谱（FTIR）与传统的研究方法相比，具有简单、快速、低廉、多组分检测等优点，可以对无染色、无标记的生物样品进行无损检测。

课题组运用红外光谱技术，结合免疫荧光技术的手段，检测经TSA处理后细胞中的蛋白质性质变化,同时，研究了TSA对细胞乙酰化作用的剂量效应和时间效应，探讨了TSA的作用过程和机理。研究发现，红外光谱中代表甲基与亚甲基官能团的伸缩振动强度之比可以表征TSA作用引起的组蛋白和骨架蛋白的乙酰化水平，即乙酰化水平越高，该比值也越大。另外蛋白质酰胺Ⅰ带结构的变化可以对应TSA处理后组蛋白与细胞骨架蛋白构象改变；随着细胞组蛋白和骨架蛋白的乙酰化水平提高，其二级结构α螺旋百分比也相应增加。