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口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma, OSCC,简称口腔鳞癌)是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤,局部复发和颈淋巴结转移是其致死的主要原因。然而,口腔鳞癌发生发展过程中关键的细胞及分子生物学事件,特别是致病癌基因或抑癌基因的功能及机制仍不十分明确,且缺乏抗口腔鳞癌生物/化学治疗的精确靶点以提高患者的生存率和生存质量。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(Lysine-specific histone demethylase1,LSD1)是近年来首先被发现的组蛋白去甲基化酶,主要通过去除H3K4m2/1和H3K9m2/1的甲基参与基因的调控过程。目前已有研究证实LSD1在多种恶性肿瘤中呈高表达,且其异常表达常与肿瘤的恶性临床病理学特征和患者的治疗预后相关。更重要的是,LSD1已成为抑制肿瘤的生物治疗靶点。研究表明应用小分子化合物和小干扰RNA能抑制癌细胞中的LSD1表达,从而产生抑制肿瘤生长、促使癌细胞凋亡等抗癌作用。然而,迄今为止,LSD1在口腔鳞癌组织中的表达情况及其生物学功能尚未见研究报道。 目的:本研究主要致力于探讨组蛋白去甲基化酶LSD1在口腔鳞癌中的表达及其生物学功能,揭示靶向LSD1的小分子化学抑制剂对口腔鳞癌的体内外抑制作用。 方法:⑴通过定量RT-PCR、Western blotting和细胞免疫荧光检测口腔鳞癌细胞系中LSD1的表达水平与胞内定位。⑵通过Western blotting和免疫组织化学检测口腔鳞癌组织标本中LSD1的表达,并统计学分析LSD1的表达水平与患者临床病理参数、总体生存率的关系。⑶通过构建DMBA诱导的金黄地鼠颊癌模型,应用免疫组织化学染色检测在口腔颊黏膜癌变主要阶段,标本中LSD1的表达水平。⑷应用siRNA介导的基因沉默策略抑制口腔鳞癌细胞中的LSD1,通过MTT、流式凋亡、迁移、侵袭以及体内成瘤等实验,检测相关基因的表达情况,观察口腔鳞癌细胞中LSD1沉默对细胞恶性表型、肿瘤体内生长的影响。⑸选择LSD1特异性小分子抑制剂巴吉林(pargyline,PG)和反苯环丙胺(tranylcypromine,TCP)体外作用于口腔鳞癌细胞,通过Western blotting验证PG和TCP对细胞中LSD1的抑制作用;再通过MTT、流式凋亡和迁移等实验,检测相关基因的表达改变,观察口腔鳞癌细胞中LSD1沉默对细胞恶性表型的影响。⑹构建裸鼠口腔鳞癌荷瘤模型,待成瘤后分别予以PG或TCP腹腔注射,观察对移植瘤生长的影响;治疗干预后获取移植瘤标本,检测标本体积与重量,并通过HE和免疫组化染色观察不同组织标本中LSD1、Ki67等基因表达的差异。 结果:①定量RT-PCR、Western blotting检测发现口腔鳞癌细胞中LSD1 mRNA和蛋白的表达水平均显著高于人永生化细胞HIOEC;细胞免疫荧光检测发现LSD1主要位于胞核中,少量位于胞浆中。②临床新鲜口腔鳞癌标本Western blotting检测发现,癌组织中LSD1蛋白表达水平显著高于癌旁正常黏膜;免疫组化染色分析发现LSD1在64例口腔鳞癌标本中有42例呈强阳性表达,弱阳性22例;另外,LSD1的表达水平与肿瘤颈淋巴结(P=0.0329)、临床分期(P=0.0346)及总体生存率(P=0.0447)有关;多因素回归分析发现LSD1的表达水平是影响患者总体预后的独立因素之一(P=0.028)。③在DMBA诱导的金黄地鼠颊癌病变进展的不同阶段,标本中LSD1的表达水平逐渐增高。④应用siRNA能有效抑制口腔鳞癌细胞中的LSD1表达;LSD1沉默后癌细胞增殖、迁移、侵袭和体外克隆成球能力被抑制,而细胞凋亡被诱导;将LSD1沉默细胞和对照组细胞移植至裸鼠皮下发现成瘤能力未见明显差异,而LSD1沉默细胞移植瘤的生长显著慢于对照组移植瘤。⑤PG和TCP能在体外有效抑制口腔鳞癌细胞中的LSD1表达,并呈剂量和时间依赖效应;PG和TCP体外干预后,抑制细胞增殖和迁移,诱导细胞发生凋亡。⑥对裸鼠口腔鳞癌异位移植瘤模型进行PG和TCP化学干预后,显著抑制移植瘤的生长,以及移植瘤中LSD1、Ki67的表达。 结论:LSD1是口腔鳞癌发生发展过程中的新的关键癌基因和分子标记物,可通过促进细胞增殖、迁移和侵袭,抑制细胞凋亡等参与肿瘤进展的调控过程;小分子化学制剂PG和TCP能有效抑制口腔鳞癌细胞中LSD1的表达及相关生物学作用,抑制口腔鳞癌的体内生长,提示LSD1是口腔鳞癌新的治疗靶点。