巨噬细胞存在于大多数组织中,维持着机体免疫内环境的稳态。当巨噬细胞所处微环境改变时,其表型和功能也会发生相应的改变,被称为巨噬细胞的可塑性。而表观遗传是调控巨噬细胞可塑性的关键因素之一。近年来,越来越多证据证明表观遗传可调控巨噬细胞基因表达进而调节免疫反应。其中,据报道组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶LSD1不仅可调控造血干细胞(HSC)分化,肿瘤上皮间质转化(EMT),还可调节肿瘤免疫原性,参与B细胞生成。但其在巨噬细胞免疫特性转换中的作用尚不清楚,基于LSD1在免疫调控中的潜能,本课题将深入探究LSD1对巨噬细胞免疫特性转换的影响。在该研究中,我们首先采用体外诱导的方式,将人单核细胞分化为静息状态的M0型巨噬细胞,并将M0进一步诱导为经典活化的M1型巨噬细胞和替代活化的M2型巨噬细胞,用于模拟体内具有不同免疫调节功能的巨噬细胞。为了探究LSD1是否在巨噬细胞免疫特性转换过程中发挥调控作用,我们分别从抑制LSD1酶活性和干扰LSD1基因表达两方面入手,通过运用流式细胞术、ELISA、Western Blot、荧光定量PCR等技术,分析巨噬细胞形态学、表面标志物(Markers)、细胞因子表达和分泌及吞噬功能的变化,评估LSD1在调控巨噬细胞免疫特性转换中的作用。结果发现,在M0型巨噬细胞中,无论是使用LSD1抑制剂(ORY1001)或是通过shRNA干扰LSD1的表达,均可促进M0向M1型巨噬细胞转变。其中,巨噬细胞形态更加接近M1型,促炎细胞因子(MCP1、IFN-y、TNF-α)的表达及分泌显著增加,抑炎细胞因子(TGF-β和VEGF)的表达显著减少,巨噬细胞表面M1型标志物CD80、CD86和HLA-DR的表达显著升高,其吞噬功能也显著增强。以上结果充分说明,LSD1的确在M0向M1型巨噬细胞极化过程中发挥调控作用,抑制LSD1可促进M0向M1型巨噬细胞极化。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是肿瘤微环境的重要组成部分,具有促进肿瘤增殖、转移及血管新生的功能,其表型和功能与M2型巨噬细胞类似。上述研究显示,抑制LSD1可促进M0向M1型巨噬细胞极化,增强其免疫杀伤功能。基于以上结论,我们进一步探究抑制LSD1是否可逆转TAMs的免疫特性,使其从促肿瘤的类M2型状态向抑肿瘤的类M1型状态转化。由于肿瘤微环境中的巨噬细胞是一个高度异质性的群体,为更充分的研究LSD1在该群体中的调控作用,我们分别在促炎的M1型、抑炎的M2型巨噬细胞、以及类M2的TAMs中抑制LSD1,评估LSD1在多种极化状态下的巨噬细胞免疫特性转换中的调控作用。研究结果显示,抑制LSD1可进一步增强M1型巨噬细胞的免疫杀伤功能。其中,促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α、MCP1)的表达显著升高,促炎细胞因子TNF-α分泌量显著增加,M1型标志物CD86的表达显著升高,吞噬能力也显著增强;此外,抑制LSD1可逆转M2型巨噬细胞的表型和功能,其中,抑炎细胞因子(IL-10、VEGF、MMP9)表达显著下调,促炎细胞因子(MCP1、IL-6、TGF-β)表达显著升高,巨噬细胞吞噬功能也显著增强。随后,我们在体外构建的TAMs细胞中进一步发现,抑制LSD1可显著抑制TAMs促进胃癌细胞增殖和转移的能力,并显著促进胃癌细胞的凋亡。以上不同极化状态下巨噬细胞的研究结果足以说明,抑制LSD1,一方面可通过增强M1型巨噬细胞的杀伤功能,另一方面则通过逆转M2型巨噬细胞及TAMs的促肿瘤的表型和功能,从而达到抗肿瘤的目的。基于以上实验结果,抑制LSD1,在不同极化状态下巨噬细胞中均可增强其免疫杀伤功能(促进炎症反应),因此,我们对调控该功能的分子机制进行了初步探索,发现LSD1可通过TLR4-NFκB通路发挥调控作用。抑制LSD1可促进NF-κBp65磷酸化,从而激活其下游TNF-α、IL-12、MCP1等细胞因子的转录分泌,进而发挥免疫杀伤、促进炎症反应的功能。综上所述,抑制LSD1,不仅可以增强M0型和M1型巨噬细胞的免疫杀伤功能,还可以逆转M2型巨噬细胞及TAMs的促肿瘤的表型和功能,从而达到抗肿瘤的目的。因此,靶向抑制肿瘤微环境巨噬细胞中的LSD1可能是肿瘤治疗的一个新策略。