研究背景:表观遗传调控的异常在肿瘤细胞的发生和进展中有着重要作用。上皮间质转化(EMT)是包括膀胱癌在内的众多肿瘤进展的原因之一。表观遗传调控EMT介导的膀胱癌进展的详细机制目前尚未完全明了。研究发现,组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶LSD1,在多种肿瘤中促进EMT进展进而影响肿瘤细胞的增殖,转移和耐药。我们此前的研究发现,LSD1的高表达和膀胱癌的分级相关。本研究中,我们探讨了LSD1在膀胱癌上皮间质中的作用及机制。研究材料和方法:1.细胞模型:(1)采用不同膀胱癌细胞系T24、BIU87等,以及正常膀胱上皮细胞系SV-HUC-1细胞,分别敲低LSD1及过表达LSD1后检测其增殖、侵袭、迁移和成瘤能力。(2)采用膀胱癌细胞系T24,敲低LSD1后送RNA-seq,分析其测序结果。2.病人标本:收集本院膀胱尿路上皮癌病人组织标本,制作组织芯片,收集随访信息,用免疫组化检测LSD1及上皮间质转化相关标记物的表达并比较其对预后的影响;收集本院膀胱尿路上皮癌病人膀胱癌组织标本及对应的正常膀胱上皮组织,提取蛋白,WB检测其LSD1的表达水平;分别收集本院膀胱尿路上皮癌病人在膀胱灌注前后及新辅助化疗前后的膀胱癌组织标本,免疫组化检测LSD1及上皮间质转化相关标记物的表达。3.动物模型:(1)采用Balb/c裸鼠,接种T24细胞后建立裸鼠皮下移植瘤模型,观察并检测LSD1对其成瘤情况的影响。(2)采用Balb/c裸鼠,尾静脉注射T24细胞后建立裸鼠尾静脉注射肺转移模型,观察并检测LSD1对其转移情况的影响。(3)分别采用严重免疫缺陷的NPG/Vst小鼠接种T24细胞后建立裸鼠皮下移植瘤模型及分组,一组用LSD1特异性抑制剂GSK2879552处理,一组不使用抑制剂,观察并检测其成瘤的变化情况。(4)采用严重免疫缺陷的NPG/Vst小鼠,接种人源膀胱癌组织建立异种移植模型(Patient-Derived tumor Xenograft,PDX)成瘤后,分组,一组用LSD1特异性抑制剂GSK2879552处理,一组不使用抑制剂,观察并检测其成瘤的变化情况。4.实验方法:本研究采用了蛋白印迹(Western blot,WB),免疫组化(Immunohistochemistry,IHC),Transwell实验,划痕实验(Wound healing),克隆形成(Colony forming),免疫荧光(Immunofluorescence),细胞周期(Cell cycle),免疫沉淀(Immunoprecipitation,IP),染色质免疫共沉淀(Chromatin-immunoprecipitation,Ch IP)等方法。研究结果:在该研究中,我们首先分析了GEO数据库及本中心根治性膀胱癌组织芯片免疫组化检测及随访生存数据,结果发现:LSD1在膀胱癌标本中表达升高,在化疗后的膀胱癌标本中升高尤为明显,LSD1的高表达与膀胱癌的分级,转移状态和预后高度相关。体外实验发现,敲低LSD1抑制T24、BIU87膀胱癌细胞增殖、阻滞细胞周期由G1期进入S期,降低膀胱癌的迁移和侵袭能力;体内实验进一步证明,敲低LSD1抑制裸鼠皮下成瘤模型及裸鼠尾静脉注射肺转移模型膀胱癌的增殖和转移。体内及体外实验进一步证明,LSD1特异性抑制剂GSK2879552可以显著抑制膀胱癌细胞的增殖和肿瘤进展。分子技术研究发现,敲低LSD1下调膀胱癌细胞间质标记物N-cadherin、Vimentin、Twist的表达,上调上皮标记物E-cadherin的表达。进一步的研究发现,LSD1与β-catenin形成复合物结合促进LEF1转录调节、膀胱癌细胞EMT及肿瘤进展。研究结论我们的研究发现,LSD1的表达和膀胱癌的分级、转移和不良预后相关。敲低或抑制LSD1可以抑制膀胱癌细胞的增殖和上皮间质转化。我们还探讨了LSD1对膀胱癌进展的促进作用及其可能机制——通过与β-catenin形成复合体结合在LEF1启动子区上调LEF1的表达,进而促进EMT及膀胱癌进展。此外,LSD1特异性抑制剂GSK2879552能抑制膀胱癌细胞的增殖和肿瘤进展。总之,我们的结果提示LSD1既可以作为判断膀胱癌预后生物标记物也可以作为治疗膀胱癌的靶点。