表观遗传学(Epigenetics)主要涉及DNA甲基化、组蛋白修饰和包括microRNA在内的非编码RNA对基因转录后水平的调控，是当今生命科学领域的研究热点。其中，组蛋白的氨基端可发生多重组合修饰，对染色体结合蛋白产生协同或拮抗作用，从而控制染色质的转录活动。常见的组蛋白修饰作用包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化和羧基化等，其中乙酰化修饰是基因转录调控的重要机制，主要由组蛋白乙酰化转移酶(Histoneacetylases，HATs)和去乙酰化酶(Histonedeacetylases，HDACs)的共同调节:前者可以激活特定基因的转录过程，后者则使基因启动子不易接近转录调控元件，从而抑制转录。组蛋白与非组蛋白的乙酰化与脱乙酰化平衡的改变影响着细胞多方面的功能，包括细胞生长、分化、死亡、细胞与细胞间、细胞与间质间相互作用以及炎症反应。越来越多的研究表明HDACs在调控神经功能方面起到了关键的作用并作为潜在的药物靶点而引起关注。　　 缺血性脑卒中是目前严重威胁人类健康的疾病之一，具有高发病、高致残及高致死性的特点。随着对缺血性脑损伤的病理生理学机制研究的不断深入，越来越多的证据显示兴奋性氨基酸毒性、钙超载、氧化应激、免疫调控与炎性反应以及神经血管单元各组成成分之间的相互作用等在缺血性脑损伤中发挥重要的作用。但由于其机制极为复杂，缺少理想的神经保护药物干预以上多个环节，故预后极差。近期的研究表明，缺血性脑卒中基因表达出现异常，而组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histonedeacetylaseinhibitor，HDACi)可通过调节组蛋白和非组蛋白的修饰，进而调控神经功能的相关基因和蛋白的表达，作用于缺血性脑卒中损伤机制中的多个环节，减轻脑组织损伤，促进缺血后神经元可塑性和功能恢复。但值得注意的是，一些关键性问题仍未解决:HDAC各亚型在细胞中的定位不同，调节的靶基因不同，发挥生理功能的作用方式也不同。虽然动物实验证实缺血后脑组织组蛋白乙酰化水平降低，但是，目前尚未阐明哪个HDAC亚型或者成员参与了缺血性脑卒中的病理生理学过程，也不清楚HDACi是作用于哪一个、哪一类还是所有的HDAC来改善缺血性脑卒中的预后。因此，有必要探讨HDAC在缺血性脑损伤中的具体机制，明确与缺血性脑卒中病理生理学机制相关的HDAC亚型，从而设计和开发特异性HDAC抑制剂并更好地应用于缺血性脑卒中的治疗。　　 为此，本课题组展开了系列研究:首先确定了Zn2+依赖型的HDAC家族成员在大脑中动脉阻塞(MCAO)大鼠脑缺血再灌注损伤模型中的表达情况。在MCAO大鼠脑缺血再灌注损伤模型中发现在缺血的脑组织中HDAC4和HDAC5表达水平明显降低，而HDAC9的表达显著升高，HDAC家族的其他成员表达则无明显变化，表明HDAC各亚型在缺血性脑损伤中的表达方式和作用具有很大的差异，提示HDAC4、HDAC5和HDAC9在缺血性脑卒中中可能发挥重要的作用。我们进一步证明通过体外氧糖剥夺(OGD)缺氧/复氧模型培养神经元细胞，分别过表达HDAC4和HDAC5后发现可抑制OGD诱导的神经元凋亡，提示HDAC4和HDAC5在脑缺血再灌注损伤中具有保护作用，这种调控通过抑制HMGB1(Highmobilitygroupbox1)的表达和释放发挥作用。最后我们发现HDAC4/HDAC5的表达受到NADPH氧化酶的调控。本课题首次探讨HDAC在缺血性脑损伤中的具体机制，明确与缺血性脑卒中病理生理学机制相关的HDAC亚型;并进一步研究HDAC4和HDAC5在缺血性脑损伤中的作用机制，为缺血性脑中风的临床治疗提供了新的思路，促进了以HDAC为靶点的特异性抑制剂的研究，从而为脑中风提供更加有效更加有针对性的治疗。