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第一部分LSD1通过促进PTEN泛素化降解抑制成肌细胞自噬的实验研究赖氨酸特异性去甲基化酶LSD1能够脱去组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4)和第9位赖氨酸(H3K9)的单甲基或二甲基发挥转录调控功能。除组蛋白底物外,越来越多的研究表明LSD1也能够调控非组蛋白底物发挥生物学功能。在成肌细胞生长以及分化过程中,除通过调控组蛋白底物发挥转录调控功能外,LSD1是否通过调控非组蛋白底物调控成肌细胞的自噬还未见报道。本研究通过使用LSD1的特异性抑制剂以及si RNA证明,LSD1负向调控成肌细胞C2C12的自噬水平;相关信号转导分子的检测以及回复实验表明,LSD1通过AKT/m TORC1通路作用于自噬的起始阶段;进一步的机制研究发现,LSD1的活性抑制导致AKT主要的负向调控分子PTEN的蛋白质水平升高。LSD1对PTEN蛋白质水平的调控不依赖其转录调控功能,LSD1与PTEN相互结合并促进PTEN蛋白质分子的泛素化修饰,导致PTEN的蛋白质稳定性降低。以上研究结果表明,PTEN可能是LSD1新的非组蛋白底物,LSD1通过调控PTEN的蛋白质水平抑制成肌细胞C2C12自噬的发生,并在成肌分化过程中发挥重要作用。相关机制的阐明对于认识LSD1非组蛋白底物的生物学功能以及成肌细胞自噬调控的分子机制具有重要意义。第二部分LSD1抑制剂联合CDK4抑制剂抗骨肉瘤增殖作用的机制研究骨肉瘤是最常见的原发性骨肿瘤,主要高发于儿童及青少年人群。目前,骨肉瘤临床治疗的靶向性有待不断提高,表观遗传研究及细胞周期检查点研究能为骨肉瘤的治疗提供更好的药物靶标。LSD1在骨肉瘤中的生物学功能及具体调控机制,LSD1抑制剂对骨肉瘤的临床应用前研究都需要进一步的探索。本研究中,流式细胞分析结果显示,LSD1抑制剂能将骨肉瘤细胞阻滞在G1期,进一步研究表明,LSD1抑制剂降低了G1期主要调控激酶CDK4的蛋白质水平。通过体内泛素化实验发现,LSD1依赖其去甲基化酶活性调控CDK4的泛素化修饰以及进一步的降解。为探索CDK4具体的翻译后修饰位点,构建了多种CDK4截断体与突变体。研究发现,LSD1与CDK4相互作用的区域位于CDK4前96位氨基酸所组成的肽段,而CDK4泛素化修饰的位点很可能位于K211、K225、K282、K297中的一个或多个。通过对CDK4 E3泛素连接酶的探索,排除SCF-SKP2参与LSD1对CDK4的泛素化调控这一假说。克隆形成实验及细胞活力实验证明,LSD1抑制剂与CDK4抑制剂单独使用以及联合使用均能有效抑制骨肉瘤细胞的增殖,且联合应用抑制效果更为显著。相关研究结果有助于揭示LSD1的多重调节功能以及CDK4的翻译后修饰调控,为临床应用新的骨肉瘤治疗药物和策略提供了实验依据。