综述:赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)在癌症代谢中的表观遗传作用

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Drug Discovery Today 6.5

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  (推荐语)本综述系统阐释了表观遗传调控因子LSD1通过调控葡萄糖、谷氨酰胺(Gln)和脂肪酸(FA)代谢通路,促进肿瘤生长、转移及免疫逃逸的分子机制,为开发靶向LSD1的代谢干预策略(如抑制剂ORY-1001)治疗急性髓系白血病(AML)和小细胞肺癌(SCLC)等恶性肿瘤提供了新视角。

  

Abstract
赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)作为首个被发现的组蛋白去甲基化酶,在肿瘤发生发展中具有双重调控作用:既能通过表观遗传修饰(如H3K4me2去甲基化)抑制骨髓分化促进AML进展,又能通过上调MHC-I增强SCLC免疫原性。其过度表达与胃癌、乳腺癌等实体瘤的Wnt/β-catenin通路激活和不良预后显著相关。

Structural characteristics and functional implications of LSD1
LSD1通过氨基氧化酶样结构域与黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)结合,特异性催化组蛋白H3第4位(H3K4me1/2)和第9位(H3K9me1/2)赖氨酸残基的去甲基化。这种动态修饰打破了"组蛋白甲基化不可逆"的传统认知,为表观遗传干预提供了靶点。

Advances in LSD1 inhibitors and degraders at clinical stage
基于反式环丙胺(TCP)的不可逆抑制剂(如ORY-1001)通过共价结合FAD发挥抗肿瘤作用,但存在脱靶风险。新一代可逆抑制剂INCB 059872和蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)技术正尝试解决选择性难题。

Glucose metabolism
在Warburg效应中,LSD1通过稳定缺氧诱导因子1α(HIF-1α)促进糖酵解关键酶HK2和LDHA的表达。胰腺导管腺癌(PDAC)中,LSD1缺失导致三羧酸循环(TCA)中间产物α-酮戊二酸(α-KG)积累,抑制肿瘤生长。

Glutamine metabolism
LSD1通过H3K4me2去甲基化激活谷氨酰胺酶(GLS1)表达,促进Gln分解为α-KG进入TCA循环。在结直肠癌(CRC)中,脂肪细胞来源的Gln通过LSD1/mTOR轴诱导5-氟尿嘧啶(5-FU)耐药。

Fatty acid metabolism
LSD1敲除显著抑制3T3-L1前脂肪细胞分化。在前列腺癌中,LSD1通过去甲基化转录因子SREBP1增强脂肪酸合成酶(FASN)表达,促进脂质蓄积和转移。

Effects of metabolites on epigenetics
代谢物通过"表观遗传感受器"机制反馈调控LSD1活性:α-KG作为辅因子增强去甲基化效率,而琥珀酸则竞争性抑制其功能,形成代谢-表观遗传调控环路。

Concluding remarks
靶向LSD1的代谢干预策略需结合肿瘤类型特异性:在AML中阻断干细胞分化,在SCLC中联合PD-1抑制剂增强免疫应答,在实体瘤中协同抑制Wnt和Notch通路。未来需开发组织特异性递送系统以降低TCP类药物的神经毒性。

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