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肿瘤靶向药物的成功离不开对治疗靶点作用机制的深度认知。组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1（LSD1，Histone Lysine Specific Demethylase1）是2004年发现的首个组蛋白去甲基化酶，可去除H3K4、H3K9的单双甲基及部分非组蛋白赖氨酸的甲基。已报道LSD1在前列腺癌、肺癌、乳腺癌、脑癌等多种癌症以及血液病中高表达，是多种癌症的潜在治疗靶点，目前已有多个LSD1靶向药物进入临床研究阶段。
小细胞外囊泡(Small extracellular vesicles，sEVs)是细胞向外分泌的直径为50-200nm，具有膜结构的微小囊泡，是细胞之间信息通讯的重要媒介，也是肿瘤微环境的重要组成部分，参与多种细胞生物学过程。sEVs的分布十分广泛，主要分布在生物体的体液中，如血液、尿液、唾液、羊水等，在构建和维持肿瘤微环境的过程中发挥着重要作用。课题组研究发现，胃癌细胞MGC-803的条件培养基孵育受体细胞，可显著促进受体细胞的3D成球能力，且不同胃癌细胞系的条件培养基促进受体细胞成球能力与各胃癌细胞系本体所含LSD1的量有关，本课题针对此现象进行了深入的研究。本课题的研究内容及成果主要包括：
1.发现sEVs荷载LSD1
尽管LSD1是公认的核蛋白，但Western Blot检测发现胃癌细胞MGC-803分泌的sEVs内富含LSD1；进一步将提取的sEVs用蛋白酶K处理或膜通透处理（Triton X-100），检测结果确认sEVs含有核蛋白LSD1。该发现提出了LSD1新的蛋白定位，使得LSD1的生物学定位不再局限于细胞核内。
2.确认LSD1对胃癌细胞干性调节及其作用机制
TCGA数据库分析显示LSD1在胃癌组织中的表达水平显著高于正常组织，为深入探究LSD1在胃癌发展过程中的生物学功能，利用Cas9技术构建MGC-803LSD1knock out(LSD1KO)细胞系。发现LSD1的缺失可显著降低胃癌细胞的3D成球能力及自我更新能力，并引起干性标志蛋白SOX2的显著降低。进一步探究LSD1调节胃癌细胞干性的分子机制发现，胃癌病人组织中LSD1与SOX2的表达呈现显著正相关性，提示LSD1对SXO2的潜在调节作用。通过检测SOX2稳定性和泛素化修饰发现，LSD1的缺失可通过促进SOX2甲基化及泛素化而显著降低SOX2的稳定性，抑制胃癌细胞的干性。
3.发现并临床验证了sEVs蛋白LSD1促进胃癌细胞干性并抑制其药物敏感性
来源于MGC-803细胞的sEVs（Con sEVs）荷载LSD1并传递至受体细胞（胃癌细胞MGC-803、MKN-45），可增加受体细胞内LSD1的含量，进而使受体细胞内SOX2蓄积，促进受体细胞干性；但来源于MGC-803LSD1KO细胞的sEVs（KO sEVs）并没有这样的作用。细胞干性增强往往导致细胞耐药，实验证实，Con sEVs可降低受体细胞对奥沙利铂的药物敏感性，但KO sEVs并没有这样的效果。揭示了LSD1发挥其生物学功能的新途径。
血液是sEVs存在的主要场所，为验证sEVs蛋白LSD1生物学功能的临床意义，分别收集胃癌病人及健康人血液进行检测。检测结果显示，来源于胃癌病人的sEVs所携带LSD1含量显著高于健康人血液的sEVs。类似的，来源于胃癌病人的sEVs可明显促进受体细胞干性且降低其药物敏感性。
4.发现miR-142-5p介导LSD1缺失抑制胃癌细胞转移的新机制
组织芯片联合免疫组化发现，胃癌组织中LSD1显著性高表达，且LSD1的高表达与胃癌转移情况显著性相关，而LSD1的缺失或LSD1抑制剂可明显抑制胃癌细胞的转移能力。由于LSD1可影响RISC的稳定性，而RISC是miRNA发挥功能的核心复合物，因此LSD1可能会调节miRNA的蓄积。数据库分析发现，转移相关miR-142-5p在胃癌组织中的含量远高于正常组织，且胃癌病人组织中LSD1与miR-142-5p呈显著性正相关，并在转移胃癌组织中尤为显著。过表达miR-142-5p可促进胃癌细胞的转移，且LSD1的缺失可显著降低细胞内miR-142-5p的量，miR-142-5p可参与LSD1调节胃癌转移的过程。
进一步的Target Scan预测及双荧光素酶报告基因实验首次证实转移抑制蛋白CD9是miR-142-5p的靶蛋白。同时，胃癌细胞内LSD1的缺失促进miR-142-5p向sEVs中富集进一步降低了细胞内miR-142-5p的含量。因此，LSD1的缺失可显著降低细胞内miR-142-5p的量，引起CD9蓄积，进而抑制胃癌细胞转移。
经过上述研究，本课题首次发现sEVs富含LSD1，提出了LSD1新的蛋白定位，使得LSD1不再局限于细胞核内。LSD1的缺失可通过促进SOX2甲基化及泛素化而显著降低SOX2的稳定性，抑制胃癌细胞的干性。同时，本课题发现sEVs蛋白LSD1促进胃癌细胞干性并降低胃癌细胞对奥沙利铂的药物敏感性，证实sEVs是LSD1发挥其生物功能的新途径，且来源于胃癌病人的sEVs亦可促进受体细胞干性且降低其药物敏感性。在进一步探究LSD1对胃癌转移的促进作用过程中，发现胃癌细胞内LSD1的缺失显著降低细胞内miR-142-5p的量，进而引起CD9蓄积，导致胃癌细胞转移能力的下降。提出了LSD1对miRNA的调节能力。经过本课题的研究，进一步丰富了LSD1调节胃癌发展的新途径，发现了LSD1促进胃癌细胞干性及转移的新分子机制，为LSD1靶向药物的开发提供重要的理论依据。
小细胞外囊泡(Small extracellular vesicles，sEVs)是细胞向外分泌的直径为50-200nm，具有膜结构的微小囊泡，是细胞之间信息通讯的重要媒介，也是肿瘤微环境的重要组成部分，参与多种细胞生物学过程。sEVs的分布十分广泛，主要分布在生物体的体液中，如血液、尿液、唾液、羊水等，在构建和维持肿瘤微环境的过程中发挥着重要作用。课题组研究发现，胃癌细胞MGC-803的条件培养基孵育受体细胞，可显著促进受体细胞的3D成球能力，且不同胃癌细胞系的条件培养基促进受体细胞成球能力与各胃癌细胞系本体所含LSD1的量有关，本课题针对此现象进行了深入的研究。本课题的研究内容及成果主要包括：
1.发现sEVs荷载LSD1
尽管LSD1是公认的核蛋白，但Western Blot检测发现胃癌细胞MGC-803分泌的sEVs内富含LSD1；进一步将提取的sEVs用蛋白酶K处理或膜通透处理（Triton X-100），检测结果确认sEVs含有核蛋白LSD1。该发现提出了LSD1新的蛋白定位，使得LSD1的生物学定位不再局限于细胞核内。
2.确认LSD1对胃癌细胞干性调节及其作用机制
TCGA数据库分析显示LSD1在胃癌组织中的表达水平显著高于正常组织，为深入探究LSD1在胃癌发展过程中的生物学功能，利用Cas9技术构建MGC-803LSD1knock out(LSD1KO)细胞系。发现LSD1的缺失可显著降低胃癌细胞的3D成球能力及自我更新能力，并引起干性标志蛋白SOX2的显著降低。进一步探究LSD1调节胃癌细胞干性的分子机制发现，胃癌病人组织中LSD1与SOX2的表达呈现显著正相关性，提示LSD1对SXO2的潜在调节作用。通过检测SOX2稳定性和泛素化修饰发现，LSD1的缺失可通过促进SOX2甲基化及泛素化而显著降低SOX2的稳定性，抑制胃癌细胞的干性。
3.发现并临床验证了sEVs蛋白LSD1促进胃癌细胞干性并抑制其药物敏感性
来源于MGC-803细胞的sEVs（Con sEVs）荷载LSD1并传递至受体细胞（胃癌细胞MGC-803、MKN-45），可增加受体细胞内LSD1的含量，进而使受体细胞内SOX2蓄积，促进受体细胞干性；但来源于MGC-803LSD1KO细胞的sEVs（KO sEVs）并没有这样的作用。细胞干性增强往往导致细胞耐药，实验证实，Con sEVs可降低受体细胞对奥沙利铂的药物敏感性，但KO sEVs并没有这样的效果。揭示了LSD1发挥其生物学功能的新途径。
血液是sEVs存在的主要场所，为验证sEVs蛋白LSD1生物学功能的临床意义，分别收集胃癌病人及健康人血液进行检测。检测结果显示，来源于胃癌病人的sEVs所携带LSD1含量显著高于健康人血液的sEVs。类似的，来源于胃癌病人的sEVs可明显促进受体细胞干性且降低其药物敏感性。
4.发现miR-142-5p介导LSD1缺失抑制胃癌细胞转移的新机制
组织芯片联合免疫组化发现，胃癌组织中LSD1显著性高表达，且LSD1的高表达与胃癌转移情况显著性相关，而LSD1的缺失或LSD1抑制剂可明显抑制胃癌细胞的转移能力。由于LSD1可影响RISC的稳定性，而RISC是miRNA发挥功能的核心复合物，因此LSD1可能会调节miRNA的蓄积。数据库分析发现，转移相关miR-142-5p在胃癌组织中的含量远高于正常组织，且胃癌病人组织中LSD1与miR-142-5p呈显著性正相关，并在转移胃癌组织中尤为显著。过表达miR-142-5p可促进胃癌细胞的转移，且LSD1的缺失可显著降低细胞内miR-142-5p的量，miR-142-5p可参与LSD1调节胃癌转移的过程。
进一步的Target Scan预测及双荧光素酶报告基因实验首次证实转移抑制蛋白CD9是miR-142-5p的靶蛋白。同时，胃癌细胞内LSD1的缺失促进miR-142-5p向sEVs中富集进一步降低了细胞内miR-142-5p的含量。因此，LSD1的缺失可显著降低细胞内miR-142-5p的量，引起CD9蓄积，进而抑制胃癌细胞转移。
经过上述研究，本课题首次发现sEVs富含LSD1，提出了LSD1新的蛋白定位，使得LSD1不再局限于细胞核内。LSD1的缺失可通过促进SOX2甲基化及泛素化而显著降低SOX2的稳定性，抑制胃癌细胞的干性。同时，本课题发现sEVs蛋白LSD1促进胃癌细胞干性并降低胃癌细胞对奥沙利铂的药物敏感性，证实sEVs是LSD1发挥其生物功能的新途径，且来源于胃癌病人的sEVs亦可促进受体细胞干性且降低其药物敏感性。在进一步探究LSD1对胃癌转移的促进作用过程中，发现胃癌细胞内LSD1的缺失显著降低细胞内miR-142-5p的量，进而引起CD9蓄积，导致胃癌细胞转移能力的下降。提出了LSD1对miRNA的调节能力。经过本课题的研究，进一步丰富了LSD1调节胃癌发展的新途径，发现了LSD1促进胃癌细胞干性及转移的新分子机制，为LSD1靶向药物的开发提供重要的理论依据。