组蛋白去甲基化酶LSD1在子宫内膜异位症中的作用及其作为临床干预靶点的可能

The growing body of evidence in the last decade indicates that endometriosis is an epigenetic disease, manifesting mostly as aberrant DNA methylation. Our recent research suggests that LSD1, or lysine-specific demethylase 1, the gene coding for histone lysine demethylase, is aberrantly expressed in endometriosis. In addition, inhibition of LSD1 results in decreased cellular proliferation and invasion. Moreover, treatment with LSD1 inhibitor, tranylcypromine, resulted in much reduced lesion size and improved pain behavior. In this research, we propose to investigate the roles of LSD1 in the genesis and development of endometriosis. More specifically, we propose to investigate the change in LSD1 expression and the extent of H3K4 and H3K9 mono- and di-methylation and H4 acetylation, its role in the epithelial-mesenchymal transition in endometriosis and in possible regulation of some important genes known to be involved in endometriosis. In addition, we propose to investigate the possible therapeutic potential of monoamine oxidase inhibitors or LSD1 inhibitors in treating endometriosis in animal models, and to investigate the potential of jointly suppression of LSD1 and histone deacetylases in treating endometriosis. Thorough these investigations we hope to further understand epigenetic aberrations in endometriosis, especially the relationship between histone modification and regulation of genes known to be important in endometriosis. With these understandings, we hope we can shed new light on the molecular mechanisms underlying endometriosis and laid the foundation for epigenetics-based drug research and development in endometriosis.

近十年来，越来越多的研究证据表明：子宫内膜异位症（内异症）也是一个表观遗传学疾病，主要表现在异常DNA甲基化。我们新近的研究表明：负责组蛋白去甲基化的组蛋白去甲基化酶LSD1在内异症中表达异常，且抑制LSD1后能抑制细胞增殖、侵袭的作用。体内实验表明，用LSD1抑制剂治疗小鼠内异症可显著缩小病灶并改善痛觉。本课题拟系统研究在异位内膜中LSD1表达高低和组蛋白修饰的关系，对异位内膜细胞从上皮细胞向间质细胞转化的影响，以及对一些已知参与内异症发生发展的重要基因的影响。此外，在动物模型中研究和评价LSD1抑制剂作为潜在的治疗药物的疗效以及和组蛋白去乙酰化酶抑制剂联合运用进行治疗药物的效果。据此更深入地厘清内异症中表观遗传学变异，尤其是组蛋白甲基化修饰和已知参与内异症发生发展的一些重要基因表达的关系，据此进一步认识内异症的发生发展机制，为开发基于表观遗传学机理的治疗和药物开发奠定理论基础。

本课题拟通过体外一系列实验，系统观察组蛋白去甲基化酶LSD1表达高低和组蛋白H3K4me1/me2及H3K9me1/me2的甲基化程度，H4的组蛋白乙酰化程度，对异位内膜细胞从上皮细胞向间质细胞的转化的影响，以及对已知参与内异症发生发展的一些重要基因的影响，以期回答LSD1在内异症中究竟起哪些作用、人为抑制LSD1后的影响等关键科学问题。..我们按照研究计划，发现LSD1的确在内异症病灶中呈高表达，且抑制LSD1后可以抑制内异症细胞的增殖和侵袭能力。此外，我们又报道了体内实验结果：抑制LSD1后可以抑制异位内膜病灶的增长，改善内异症相关疼痛。但是，我们也发现抑制LSD1后对抑制纤维化不明显，提示LSD1恐怕不是内异症发展进程的关键基因。..同时，我们在研究中发现，内异症病灶由于有周期性出血，提示有周期性组织损伤，从而有组织修复，故内异症病灶实际上是一个不断损伤、不断修复的伤口。据此，我们发现血小板参与其中，而更重要的是，由于是不断损伤、不断修复的伤口，血小板分泌的TGF-β1诱导了上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），成纤维细胞-肌成纤维细胞转分化（fibroblast-to-myofibroblast transdifferentiation，FMT），乃至平滑肌细胞化生（smooth muscle metaplasia，SMM），进而逐渐纤维化。所以，脱离了这个大方向，我们觉得继续研究LSD1的意义不大。在新的数据面前，我们决定着重研究内异症病灶或异位内膜的自然史。 ..我们的研究发现，血小板在促进内异症及腺肌症进展中起着重要的作用。更为重要的是，我们发现腺肌症病灶由于逐渐走向纤维化，近几年出现的弹性超声可以通过检测病灶组织硬度从而间接检测病灶的纤维化程度。我们发现，弹性超声检测的病灶组织硬度和病灶的纤维化程度非常相关。这就为影像学诊断肌腺症提供了一个新的检测工具，且准确率要高于普通B超。 ..我们还发现慢性心理应激通过肾上腺受体Beta2及下调多巴胺受体（DRD2）促进异位病灶内的新生血管生成、血小板聚集等从而促进病灶的生长及纤维化。此外，慢性心理应激也会导致小鼠下丘脑部分部位的表观遗传学变化。.