组蛋白去甲基化酶LSD1及其生物学功能

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(Lysine specific demethylase1,LSD1)的发现,表明组蛋白的甲基化修饰是一个动态可调节的过程。结构分析显示,LSD1是一个黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin adenine dinulcleotide,FAD)依赖性胺氧化酶,它能够特异性脱去单甲基化和二甲基化组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4)和H3K9位点上的甲基基团。功能研究显示,LSD1定位于细胞核内,调控着基因转录的激活和抑制,被誉为细胞深处的基因"开关",在胚胎发育和肿瘤发生过程中起着重要的作用。文章主要综述了LSD1的结构、作用机制及其调控作用研究的新进展。

组蛋白去甲基化酶LSD1的结构和功能研究进展

组蛋白去甲基化酶LSD1的发现是表观遗传学领域的重要进展,揭示了组蛋白赖氨酸甲基化和其他化学修饰如乙酰化、磷酸化、泛素化等一样是一个动态调节的过程.结构和功能研究显示LSD1调控着基因转录的激活和抑制以及p53的活性,在癌症的发生和发展中起着重要的作用,是一个潜在的抗癌药物开发靶蛋白.

组蛋白去甲基化酶LSD1抑制剂对MLL-ENL白血病细胞诱导分化的研究

目的研究组蛋白去甲基化酶LSD1抑制剂对MLL-ENL亚型白血病细胞的影响,为LSD1成为MLL-ENL亚型白血病的治疗新靶点提供证据。方法首先采用LSD1酶活性抑制剂反式环苯丙胺(TCP)处理细胞,通过细胞增殖、克隆形成实验和瑞士吉姆萨染色等实验技术,检测LSD1抑制剂处理对MLL-ENL白血病细胞的影响;进一步采用蛋白质印迹和RT-PCR实验技术,探索LSD1抑制在MLL-ENL白血病细胞中的作用机制。结果 LSD1抑制剂处理显著降低MLL-ENL白血病细胞的增殖和克隆形成能力,并诱导细胞分化;LSD1抑制剂处理后,组蛋白修饰H3K4me2整体水平升高,致癌基因Bmi1表达显著降低并且分化相关基因的表达被激活。结论 LSD1抑制剂处理促进MLLENL白血病细胞分化并抑制白血病细胞生长,可能与组蛋白修饰H3K4me2改变后抑制关键致癌基因和激活分化基因有关。

罗勒多糖对肝癌细胞缺氧模型组蛋白去甲基化酶LSD1、JMJD2B及JARID1B表达的影响

目的研究罗勒多糖对肝癌细胞MHCC97H和MHCC97L缺氧模型组蛋白去甲基化酶LSD1、JMJD2B及JARID1B表达的影响,探讨罗勒多糖抗肿瘤侵袭转移作用与表观遗传修饰的关系。方法采用二氯化钴诱导肝癌细胞缺氧,建立肝癌细胞MHCC97H和MHCC97L体外缺氧模型,通过不同剂量罗勒多糖干预24h,细胞划痕实验检测缺氧条件下肝癌细胞的迁移能力,实时荧光定量PCR法检测各组肝癌细胞中HIF-1α、LSD1、JMJD2B及JARID1B mRNA表达水平,Westernblot法检测各组肝癌细胞中HIF-1α、LSD1、JMJD2B及JARID1B蛋白表达情况。结果罗勒多糖能抑制缺氧条件下MHCC97H和MHCC97L细胞的迁移能力,下调细胞中HIF-1αmRNA及蛋白的表达水平,与缺氧模型组相比有显著性差异(P<0.05);罗勒多糖能够下调MHCC97H细胞缺氧条件下LSD1、JMJD2B、JARID1B mRNA和蛋白的表达,与缺氧模型组相比有显著性差异(P<0.05);缺氧条件下MHCC97L细胞中LSD1、JMJD2B、JARID1B mRNA和蛋白的表达与正常对照组无显著性差别(P>0.05),罗勒多糖对这三种酶的表达亦无显著作用。结论罗勒多糖能改善不同转移潜能肝癌细胞MHCC97H和MHCC97L的缺氧微环境,抑制肿瘤细胞的侵袭转移。其中罗勒多糖对高转移潜能肝癌细胞MHCC97H的抗侵袭转移作用与其对细胞中组蛋白去甲基化酶LSD1、JMJD2B、JARID1B的调节有关,而对低转移潜能肝癌细胞MHCC97L侵袭转移能力的调节未发现与LSD1、JMJD2B、JARID1B有明显关系。

组蛋白去甲基化酶LSD1结构功能及对干细胞分化调控的研究进展

间充质干细胞(MSCs)在组织工程、再生医学以及新型药物研发等方面具有重要作用,揭示调控MSCs的定向分化及组织再生效能的分子机制有助于促进MSCs介导的牙颌组织再生。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(LSD1)是第一个被发现的组蛋白去甲基化酶,其在调控细胞转录激活、生理和病理条件下的组蛋白甲基化状态均有重要作用。本文从其在调控干细胞分化方面做一综述,这将有助于进一步研究LSD1调控干细胞分化,为临床干细胞治疗提供理论依据。

葛根抑制组蛋白去甲基化酶LSD1抗肺癌的作用机制研究

该研究旨在探究葛根提取物基于组蛋白去甲基化酶(lysine specific demethylase 1,LSD1)对肺癌细胞H1975和H1299增殖、转移与上皮-间质转化过程(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的影响及作用机制。LSD1酶活筛选结果显示葛根提取物在蛋白水平能够有效抑制LSD1活性,通过Western blot验证了葛根在细胞水平通过下调LSD1表达量来上调底物H3K4me2和H3K9me2的表达;MTT与克隆形成结果表明葛根能有效抑制肺癌细胞的增殖;通过流式细胞术和DAPI染色验证了葛根能够促进H1975和H1299细胞凋亡;划痕实验、Transwell与Western blot结果显示葛根能显著抑制H1975和H1299细胞的迁移能力,通过上调上皮细胞标志物上皮型钙黏附素(E-cadherin)的表达,下调间质细胞标志物被神经型钙黏附素(N-cadherin)、锌指转录因子(slug)和波形蛋白(vimentin)的表达,逆转2种肺癌细胞的EMT进程。综上,葛根具有良好的抗肺癌作用,其机制可能与其下调肺癌细胞中LSD1的表达,促进肺癌细胞凋亡,抑制肺癌细胞转移和EMT过程有关。该研究为葛根抗肺癌的作用机制提供了新内容,并为基于表观遗传修饰的中药抗肿瘤作用研究提供新思路。

组蛋白去甲基化酶LSD1抑制剂临床研究进展

赖氨酸特异性去甲基化酶1(lysine-specific demethylase 1,LSD1)在细胞干性、分化、细胞运动、代谢控制和上皮-间充质转化等过程中发挥着重要作用,与肿瘤的增殖、侵袭转移和不良预后等过程密切相关,同时也是其他疾病如神经退行性疾病和病毒感染等的潜在治疗靶标。自2013年开始,不可逆抑制剂tranylcypromine、ORY-1001、ORY-2001、GSK-2879552、IMG-7289、INCB059872、TAK-418、LH-1802及可逆抑制剂CC-90011和SP-2577先后获批开展临床试验。本综述全面阐述了LSD1候选药物的临床研究现状,并对LSD1靶向药物研发的前景、存在的机遇与挑战进行了概述,旨在为相关药物研发提供参考。

赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)抑制剂的研究进展

赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)是一种黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)依赖的单胺氧化酶。研究证实,LSD1的异常表达与肿瘤的转移和增殖密切相关,是目前肿瘤靶向治疗的重要靶点之一。另外,LSD1还参与神经退行性疾病、心血管疾病、炎症反应等多种疾病的发生发展。目前,已经有多个抑制剂进入临床研究阶段。本文对LSD1的结构、作用机制以及LSD1抑制剂的研究进展作简要介绍,为设计开发新型LSD1抑制剂提供参考。

抗肿瘤药物新靶点:表观遗传组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1(histone lysine specific demethylase 1,LSD1)是一个黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)依赖的氨基氧化酶,能够特异性去除组蛋白H3K4和H3K9的单、双甲基化。利用RNA干扰技术和小分子LSD1抑制剂调节LSD1的表达量和活性,能够控制肿瘤细胞的增殖、转移和侵袭。同时,由于LSD1在多种肿瘤中高表达,靶向LSD1的抗肿瘤治疗方案表现出较高的选择性和较低的毒副作用。因此,LSD1可能成为表观遗传学抗肿瘤药物的新靶点。本文对近年来LSD1的结构、功能研究及最新的LSD1抑制剂研究进展做一综述和分析。

组蛋白去甲基化酶赖氨酸特异性去甲基化酶1在急性白血病的表达及其临床意义

本研究探讨组蛋白去甲基化酶赖氨酸特异性去甲基化酶1(lysine specific demethylase 1,LSD1)在急性白血病的表达及其临床意义。采用Western blot方法半定量检测LSD1在HL-60和SHI-1白血病细胞株、不同病情(初诊、完全缓解、复发)急性白血病(acute leukemia,AL)患者及非恶性血液病对照者骨髓单个核细胞的表达水平。随访收集AL患者的临床资料,分析LSD1表达与临床预后的关系。结果表明,HL-60细胞和SHI-1细胞LSD1均呈阳性高表达,LSD1相对含量(LSD1/β-actin灰度比)分别为4.647±3.840和1.628±0.185(n=4);72例AL患者LSD1表达程度差异较大,阳性率为56.9%(41/72),LSD1相对含量平均为1.053±1.976;17例非恶性血液病对照组LSD1阳性率为0%,LSD1相对含量为0.004±0.012。LSD1阳性率在急性髓系白血病(AML)或急性淋巴细胞白血病(ALL)患者初诊组(90.4%,77.8%)与难治/复发组(100%,100%)均高于完全缓解(CR)组(4.7%,0%)(p=0.000);LSD1相对含量在AML与ALL患者初诊组之间(1.177±1.646,1.275±1.845)、难治/复发组之间(2.050±2.470,4.107±3.676)或CR组之间(0.029±0.033,0.019±0.024)差异无统计学意义(p>0.05);AL患者LSD1阳性率在初诊组(84.6%)与难治/复发组(100%)均高于CR组(3.8%),LSD1相对含量在初诊组(1.274±1.760)、难治/复发组(3.359±3.319)及CR组(0.027±0.031)均高于对照组(p<0.01),其中难治/复发组高于初诊组与CR组(p<0.01),初诊组高于CR组(p<0.01)。结论:LSD1过高表达与AL难治/复发有关,其表达水平能反映AL患者的病情,可成为对AL预后有提示作用的生物学标志。

组蛋白去甲基化酶JMJD1A及其生物学功能研究进展

组蛋白去甲基化酶JMJD1A(Jumonji do-main containing 1A)通过羟基化作用使组蛋白赖氨酸去甲基而参与转录调节,参与精子生成、能量代谢、干细胞调控,与肿瘤的发生和发展相关,是潜在的抗肿瘤药物的作用靶点。本文就JMJD1A的结构、催化反应机理、底物特异性、生物学功能和抑制剂作一综述。

组蛋白去甲基化酶GASC1在肿瘤发生中的作用及其抑制剂研究现状

遗传和表观遗传改变的相互依存控制着肿瘤的发生发展。鳞状细胞癌扩增基因1(gene amplified in squamous cell carcinoma 1,GASC1)在多种肿瘤中扩增和过表达,其上调与患者不良预后相关。GASC1基因编码的Jumonji C结构域蛋白为组蛋白赖氨酸去甲基化酶,其过表达可引起组蛋白甲基化程度降低,调控肿瘤干细胞维持中关键基因的表达,从而诱发肿瘤。GASC1是极富潜能的抗癌治疗靶点,其多种抑制剂已被鉴定和报告。

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1与白血病的研究进展

表观遗传学是后基因组时代兴起的一门新学科,它使人们认识到包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑及非编码RNA调控在内的修饰也可以记载遗传信息;并且许多表观遗传改变是可逆的,对表观遗传修饰和调控的研究已成为生命科学的热点和发展前沿。2004年发现的赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(LSD1)是第一个真正意义上的组蛋白赖氨酸去甲基化酶,使人们认识到组蛋白甲基化是一个动态的过程,通过组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶的相互作用,动态地调控基因转录的激活和抑制等生物学过程。这重新定义了组蛋白甲基化,同时也为进一步深入研究组蛋白修饰提供了新的途径。我们在此简要介绍LSD1的结构与功能、LSD1与白血病的关系,LSD1在白血病的发生和发展中发挥重要作用,是一个潜在的治疗白血病的靶基因。

组蛋白去甲基化酶JARID1B的表达纯化及酶活力分析

目的筛选能够大量表达、方便纯化且具有酶活性的组蛋白去甲基化酶JARID1B(jumonji AT-richinteractive domain 1B)的截短体。方法通过Bac-to-Bac系统制备含目的基因的杆粒(bacmid),转染Sf9昆虫细胞获得重组病毒基因组,并感染Hi5昆虫细胞表达目的蛋白,用Ni-NTA亲和层析,离子交换层析和分子筛纯化目的蛋白。利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术(matrix-assisted laser desorption ionization time offlight mass spectrometer,MALDI-TOF)分析截短体的酶活力。结果去除C-端两个PHD结构域的截短体JARID1B1-825能够在昆虫细胞Hi5中得以大量表达(1L细胞含10mg蛋白),经Ni-NTA亲和层析,阴离子交换层析和分子筛三步纯化,获得纯度大于90%的目的蛋白,MALDI-TOF质谱分析显示JARID1B1-825仍拥有去组蛋白甲基化修饰的酶活性。结论筛选到了能够大量表达、方便纯化且具有酶活性的JARID1B的截短体,对其后续的功能研究和药物开发具有重要的意义。

二甲双胍抑制赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1介导的卵巢癌细胞增殖和迁移

目的:探讨二甲双胍抑制卵巢癌细胞增殖和迁移的可能分子机制。方法:用不同浓度二甲双胍(0、5、10和20 mmol/L)处理卵巢癌HO8910和SKOV3细胞,EdU和迁移实验检测细胞增殖和迁移能力;免疫印迹和qRT-PCR检测细胞内赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(lysine specific demethylase 1,LSD1)蛋白及mRNA表达水平;免疫印迹检测PI3K/AKT信号通路蛋白表达水平。建立诱导型稳定敲低LSD1的卵巢癌HO8910和SKOV3细胞株,经10 mmol/L二甲双胍处理,通过EdU和迁移实验检测各组细胞增殖和迁移能力。结果:与对照组相比,不同浓度二甲双胍处理组细胞增殖和迁移能力明显降低(P均<0.01),LSD1蛋白表达水平明显降低,LSD1特异性底物H3K4me2蛋白表达水平明显升高(P均<0.01);PI3K/AKT信号通路蛋白PI3K和p-AKT表达水平明显降低(P均<0.01)。二甲双胍处理和敲低LSD1后,细胞增殖和迁移能力均显著降低(P<0.05)。结论:二甲双胍可能通过抑制PI3K/AKT通路下调LSD1蛋白表达,从而抑制卵巢癌细胞增殖与迁移。

肝细胞癌中组蛋白甲基化酶SET结构域分支型1的表达及其临床意义

目的:分析肝细胞癌中组蛋白甲基化酶SET结构域分支型1(SETDB1)的表达及其临床意义。方法:选取90例肝细胞癌患者,分别采集其肝细胞癌组织和癌旁组织,采取qRT-PCR法对其中SETDB1的水平进行检测,并进行组间对比分析。结果:肝细胞癌组织中SETDB1阳性率明显高于癌旁组织(P<0.05);肝细胞癌组织中SETDB1相对表达量明显高于癌旁组织(P<0.05),肿瘤直径为6 cm及以上者的癌组织SETDB1水平明显高于肿瘤直径不足6 cm者(P<0.05);MVI分型中,M1+M2型的癌组织SETDB1水平明显高于M0型(P<0.05);pTNM分期中,Ⅲ+Ⅳ期患者癌组织SETDB1水平明显高于I+II期(P<0.05)。结论:肝细胞癌中组蛋白甲基化酶SETDB1的水平明显升高,且肿瘤直径较大、M1+M2型、pTNM分期较高患者的肝细胞癌内SETDB1的水平明显升高。

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶KDM1家族在肝细胞癌中的作用

肝细胞癌(HCC)作为临床最常见的消化系统恶性肿瘤,占所有肝脏恶性肿瘤患者的85%~90%[1]。HCC患者的5年生存率为17%~20%,位居癌症相关死亡原因第4位,目前全球每年约有84万新增HCC病例,且这一趋势仍在进行性上升[2,3]。该病发病隐匿,早期缺乏典型临床症状和特异性检测指标,被发现时通常已处于晚期阶段,并且由于目前治疗手段有限,费用高昂,俨然成为了影响公众健康的社会难题。目前分子靶向免疫治疗在HCC治疗中取得了突破性进展,是肝病领域的研究热点之一,不断深入挖掘HCC进展过程中的调控分子,为新型抗癌药物的研发提供潜在治疗靶点,是今后肝病学科攻坚的重点方向。

组蛋白赖氨酸去甲基化酶在肿瘤中的作用

在肿瘤发生过程中,组蛋白赖氨酸去甲基化酶(LSD1)的表达失调是一个重要标志。LSD1能够于组蛋白H3的N端与H3K4me2/1和H3K9me2/1相互作用,并使其去甲基化,从而调控多种不同的生理过程。同时,LSD1表达水平变化还与多种基因如p53、DNMT1和EZH2等的表达水平相关联,在胚胎发育、细胞分化和肿瘤增殖转移过程中起重要作用。

组蛋白去甲基化酶JMJD1A在宫颈癌组织中的表达及临床意义

目的组蛋白去甲基化酶JMJD1A在多种恶性肿瘤的发生和发展中发挥重要作用,本研究探讨其在宫颈癌中的作用。方法选取2010年1月至2013年1月湖北民族大学附属民大医院诊治的110例原发性宫颈癌患者的宫颈癌组织(n=110)及癌旁组织(n=110,距离肿瘤组织≥3cm)纳入本次研究。采用组织免疫化学方法检测宫颈癌组织及癌旁组织中JMJD1A的表达情况,并采用瞬时转染和RNAi的方法在人正常宫颈细胞系和宫颈癌细胞中过表达和敲除JMJD1A表达,采用Western blot检测MAPK信号通路重要分子表达情况。结果免疫组织化学及Western blot检测结果表明,在宫颈癌组织和细胞系中检测到JMJD1A表达上调,敲除宫颈癌细胞系JMJD1A表达后细胞增殖能力下降,细胞凋亡增加,与正常宫颈癌细胞系相比,JMJD1A敲除细胞系中长非编码RNA MALAT1转录下调,且MAPK通路的多个重要分子的磷酸化水平下降。统计学结果提示,JMJD1A表达上调与宫颈癌患者肿瘤侵袭(P=0.005)、淋巴结转移(P=0.037)及TNM分期(P=0.004)密切相关。比例风险回归模型单一和多重变量分析结果表明,JMJD1A表达是宫颈癌患者总生存期预后的独立因素(HR为3.497,95%CI为1.746~6.599,P=0.003)。结论本研究证实JMJD1A在宫颈癌组织中表达普遍上调,其过表达是宫颈癌患者总生存期预后不良的重要因素,敲除JMJD1A表达后宫颈癌细胞发生凋亡,提示该蛋白有作为宫颈癌治疗的新靶点。

组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶1(LSD1)在肿瘤治疗中的应用进展

组蛋白去甲基化酶LSD1的发现揭示了组蛋白赖氨酸的甲基化与其他化学修饰如乙酰化、泛素化等一样,是动态调节的过程。LSD1控制基因转录的激活和抑制以及p15、p19、p21、p53等抑癌基因的活性,在癌症的发生和发展中起着重要的作用,是一个潜在的抗癌药物开发靶蛋白。