赖氨酸特异性组蛋白去甲基酶1（LSD1）能对赖氨酸4上的单甲基化或双甲基化组蛋白H3进行去甲基化操作，这对于早期胚胎发生和发育过程至关重要。
近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“The scaffolding function of LSD1 controls DNA methylation in mouse ESCs”的研究报告中，来自瑞典于默奥大学等机构的科学家们揭示了机体干细胞如何发育并转化为特化细胞，这一发现或能帮助我们更进一步理解细胞不受控制地分裂和生长从而导致癌症发生的分子机制。
研究背景
机体中的所有细胞都是由一个受精卵产生的。从这个单一的起源出发，多种具有不同广泛任务的特化细胞通过一个称为细胞分化的过程进化而来。尽管所有细胞有着相同的起源并共享相同的遗传信息，但特化的细胞能以不同的方式使用这些信息来执行不同的功能。这一过程受到遗传学和表观遗传学机制的调控。
LSD1的双重角色
当前研究中，研究人员研究了来自小鼠的胚胎干细胞，以理解细胞如何从一种多功能状态过渡到特化细胞的状态。这一过程中的一个关键选手就是LSD1蛋白，其在许多癌症中过度表达，因此常常被视为癌症疗法研究的重要目标。目前，一些临床试验正在测试抑制LSD1蛋白的能力以修饰基因表达。
然而，本文研究结果表明，LSD1不仅会以一种此前认为的改变组蛋白的方式（即染色体长DNA螺旋盘绕的蛋白质）来影响基因表达，而且其还能作为一种特殊支架，为控制DNA甲基化的其他蛋白质提供支持性结构。研究人员观察到，即使LSD1的酶功能受到抑制，其支持能力仍然能维持细胞分化和增殖所需的甲基化模式，而异常的DNA甲基化往往与癌症发生密切相关。
干细胞研究揭示DNA甲基化在癌症发生过程中的关键角色
图片来源：Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-51966-7
研究者Francesca Aguilo教授说道，这项研究为未来进一步研究帮助开发针对某些癌症的新型有效疗法开辟了一条新的路径。研究结果表明，想要癌症疗法更加有效，仅仅以阻断LSD1的酶活性作为目标或许是不够的，新型疗法的开发或许还需要关注LSD1的辅助作用。
截至目前为止，这还仅仅是一项基础性研究，未来研究人员还有很长的一段路要走。而对于开发任何新型疗法做出承诺或许还为时尚早，但这可能是继续进行癌症研究的重要一步。综上，本文研究阐明了LSD1控制小鼠胚胎干细胞中DNA甲基化的分子机制，这并不依赖于其赖氨酸去甲基化酶的活性。
参考文献：
Malla, S., Kumari, K., García-Prieto, C.A. et al. The scaffolding function of LSD1 controls DNA methylation in mouse ESCs. Nat Commun 15, 7758 (2024). doi:10.1038/s41467-024-51966-7