研究背景组蛋白去乙酰化酶(Histone Deacetylases, HDACs)抑制剂是一类新型的非细胞毒类抗肿瘤药物,对多种肿瘤细胞中具有抑制增殖、诱导凋亡和分化的作用。目前,全球有超过100个关于HDAC抑制剂的临床试验正在进行,并已取得令人振奋的结果,显示了该药良好的临床应用前景。2006年,美国食品与药品管理局(FDA)正式批准第一个HDAC抑制剂——Zolinza胶囊(Vorinostat)上市,用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤。然而,关于HDAC抑制剂作用机制的研究还相对落后,目前国内外对HDAC抑制剂广谱、特异性抗肿瘤效应的作用靶点的认识仍不十分明确,近年来,虽然有一些研究报道了HDAC抑制剂相关的效应分子,但并不能在HDAC抑制剂与其选择性杀灭肿瘤细胞效应间建立必然的因果逻辑联系。因此,系统性的筛选HDAC抑制剂的作用靶点,不仅有助于阐明HDAC抑制剂选择性抗肿瘤效应的机制,还对进一步发展肿瘤靶向性药物的研究具有重要意义。目的通过构建SMART (Suppression of Mortality by Antisense Rescue Technique)文库,以功能效应为基础筛选HDAC抑制剂的作用靶点,阐明HDAC抑制剂选择性诱导肿瘤细胞凋亡的新机制。方法建立Trichostatin A选择性诱导肿瘤细胞凋亡模型,构建Trichostatin A诱导MCF-7细胞反义cDNA文库,筛选凋亡效应基因,结合生物信息学分析,确定相应的靶点进行深入机制研究。结果成功构建了Trichostatin A选择性诱导肿瘤细胞反义cDNA文库,经过两轮严格筛选,共获得了24个候选靶点。通过对Ubiquitin B基因进行深入机制研究发现：UbiquitinB在肿瘤细胞中可以被Trichostatin A选择性诱导表达升高,Trichostatin A可以引起线粒体膜上BCL-2家族抗凋亡蛋白BCL-2和MCL-1的泛素化降解,改变线粒体膜电位,启动线粒体凋亡途径,最终导致肿瘤细胞凋亡,反义封闭Ubiquitin B可以抵抗Trichostatin A的凋亡诱导作用。而另一类HDAC抑制剂·——Apicidine,也与TrichostatinA具有相同的作用。此外,Trichostatin A还可以引起白血病细胞K562中融合蛋白BCR/ABL发生泛素化降解。结论SMART技术作为一种基于功能效应的高通量筛选方法,可以成为研究凋亡相关机制的有效手段。通过筛选获得的Ubiquitin B基因是HDAC抑制剂选择性诱导肿瘤细胞凋亡的重要靶点,HDAC抑制剂通过特异性诱导肿瘤细胞中Ubiquitin B的表达,激活泛素-蛋白酶体系统,引起线粒体膜上BCL-2家族抗凋亡蛋白BCL-2和MCL-1的泛素化降解,改变线粒体膜电位,启动线粒体凋亡途径,最终导致肿瘤细胞凋亡。