在免疫细胞中，细胞因子作为重要的化学信使，通过与细胞受体相互作用激活下游信号级联，从而触发免疫反应，保护身体免受炎症或感染。然而，细胞因子的失调生产可能导致免疫系统紊乱，如自身免疫性疾病，这些疾病常常伴随着巨噬细胞的过度激活和促炎性细胞因子的释放。因此，维持促炎和抗炎细胞因子之间的动态平衡对于免疫稳态至关重要。
HDACs（组蛋白去乙酰化酶）作为表观遗传调控酶，通过去除赖氨酸残基上的N-𝜖-乙酰修饰来调控基因转录，因而在细胞代谢和炎症反应中发挥关键作用。当前研究主要集中在HDAC的抑制作用上，而对特定HDAC亚型的功能研究受限于现有抑制剂的广泛抑制效应和缺乏探究其表观遗传调控之外功能的工具。近年来，PROTAC（蛋白质降解靶向嵌合体）作为一种新兴技术，通过利用细胞内源性蛋白酶体降解机制来破坏蛋白质功能，相比传统的酶抑制方法，PROTAC介导的蛋白质降解具有持久性效果、选择性增强和能够同时靶向酶活性和非酶活性等优势。
近日，浙江大学朱成梁、蒋莉及曹戟共同通讯在Advanced Science 在线发表题为PROTAC-Mediated HDAC7 Protein Degradation Unveils Its Deacetylase-Independent Proinflammatory Function in Macrophages 的研究论文。本研究开发了一种新型的PROTAC化合物B4，选择性靶向并降解HDAC7，从而有效减少LPS（脂多糖）刺激的巨噬细胞和小鼠模型中的特定促炎性细胞因子的分泌。通过使用B4作为分子探针，揭示了HDAC7的非去乙酰化酶功能，暗示其在炎症过程中的更广泛作用。
1）HDAC7的敲低显著减少LPS刺激的巨噬细胞中的促炎性细胞因子产生：通过基因差异表达分析和小干扰RNA（siRNA）敲低技术，研究发现HDAC7和HDAC9的敲低显著减少了LPS刺激的巨噬细胞中IL-6和TNF-𝛼的生产，而HDAC4和HDAC5的敲低对细胞因子水平影响较小。
图1 HDAC7敲低显著减弱LPS刺激的巨噬细胞促炎细胞因子的产生
2）HDAC7选择性降解器的设计与开发：通过分子对接和结构-活性关系研究，开发出多个PROTAC化合物，并筛选出对HDAC7具有高选择性的降解剂B4，验证了其在体外和体内的有效性和选择性。
图2 选择性HDAC7降解器的设计与优化
3）HDAC7降解剂B4在LPS刺激的巨噬细胞中有效减少促炎性细胞因子的释放：免疫印迹和酶联免疫吸附实验结果显示，B4显著降低了LPS刺激的巨噬细胞中的IL-6和TNF-𝛼水平，而其他对照化合物未表现出相同的抑制效果。
图3 B4介导的HDAC7降解降低LPS刺激的巨噬细胞的炎症细胞因子水平
4）B4选择性抑制特定促炎性细胞因子的转录：通过转录组测序和基因集富集分析，发现B4特异性抑制了一组关键的促炎性细胞因子的基因表达，包括TNF-α, GM-CSF, IL-1𝛽和IL-6，并且这种抑制作用与HDAC7的降解相关。
图4 B4选择性地抑制促炎细胞因子的转录
5）HDAC7调控促炎性细胞因子转录的非染色质开放依赖性机制：高通量ATAC-seq分析显示，HDAC7对细胞因子基因转录的调控不依赖于染色质的可及性变化，提示其可能通过其他机制发挥作用。
6）HDAC7通过TLR4-TRAF6-TAK1信号通路调控促炎性细胞因子的转录：研究发现HDAC7通过维持TLR4信号通路中的TRAF6-TAK1复合物的完整性，促进下游NF-𝜅B和MAPK通路的激活，从而调控促炎性细胞因子的转录。
图5 HDAC7通过TLR4-TRAF6-TAK1信号通路介导促炎细胞因子转录
