综述:唾液酸:助力癌细胞生长并驯化肿瘤微环境的糖类调节因子

时间:2025年5月7日
来源:Cancer Letters

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这篇综述聚焦唾液酸(Sialic acids)在肿瘤中的作用。唾液酸异常表达影响肿瘤微环境(TME),促进肿瘤进展、免疫逃逸。文中探讨其相关机制、作为癌症生物标志物的潜力及靶向治疗前景,为肿瘤研究与治疗提供新思路。

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引言


肿瘤微环境(TME)是一个极其复杂的环境,由免疫细胞、成纤维细胞等多种细胞成分,复杂的细胞外基质(ECM)、肿瘤相关血管网络以及众多信号分子构成。在这个系统里,癌细胞与周围细胞相互作用,把 TME 逐渐重塑成免疫抑制微环境,让癌细胞得以逃避机体免疫系统的监测,这大大削弱了免疫治疗的效果。所以,深入了解免疫抑制性 TME 形成机制,对优化免疫治疗策略至关重要。

唾液酸是一类含 9 碳骨架的 α - 酮酸,在癌细胞表面常呈异常分布模式。哺乳动物中常见的唾液酸有 N - 乙酰神经氨酸(Neu5Ac)和 N - 羟乙酰神经氨酸(Neu5Gc) ,人体因 CMAH 基因缺失无法合成 Neu5Gc,但可从食物摄取并整合到细胞和组织中。

在糖基化过程中,唾液酸作为糖缀合物中聚糖链的末端成分,形成唾液酸聚糖(sialoglycans) 。唾液酸转移酶(Sialyltransferases)在其代谢途径中起关键作用,它能将唾液酸从 CMP - Neu5Ac 转移到高尔基体膜上的聚糖上,调控细胞的唾液酸化水平;而唾液酸酶(sialidases)则可去除聚糖上的唾液酸。唾液酸在聚糖非还原端的增多,会改变糖缀合物的理化性质,影响细胞间相互作用、细胞与细胞外基质的通讯等生理过程,进而参与生物识别、细胞信号传导、黏附和迁移等活动。

异常唾液酸化的糖缀合物与唾液酸结合分子的相互作用,对 TME 影响重大。比如,选择素(selectins)能影响白细胞激活和肿瘤转移进程;唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素(Siglecs)主要存在于免疫细胞表面,唾液酸聚糖 - Siglec 轴的失调会损害 TME 中免疫细胞功能,帮助癌细胞实现免疫逃逸。因此,针对唾液酸化及唾液酸结合蛋白的治疗策略,正逐渐成为肿瘤免疫治疗的新方向。本文将围绕唾液酸化过程、其与各类分子的相互作用,以及在癌症诊疗中的应用展开讨论。

肿瘤中典型的唾液酸化糖缀合物


聚糖存在于多种糖缀合物中,像糖蛋白、糖鞘脂、蛋白聚糖和糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定蛋白等。糖蛋白是指一个或多个聚糖通过氧键或氮键与多肽主链共价连接,分别形成 O - 聚糖或 N - 聚糖。根据结构特征,典型的唾液酸化糖缀合物一般可分为四大类 。

唾液酸与癌细胞逃避凋亡


癌症的一个显著特征是癌细胞对细胞死亡具有抗性。肿瘤坏死因子(TNF)家族受体,如 TNF - R1、TNF - R2、Fas 受体(Fas - R) ,以及 TNF 相关凋亡诱导配体受体(TRAIL - R1、TRAIL - R2) ,它们与各自的配体结合,再联合 Fas 相关死亡结构域蛋白(FADD)和半胱天冬酶 8(caspase 8) ,形成死亡诱导信号复合物(DISC)。DISC 会激活 caspase 8 或 10,促使 BH3 相互作用结构域死亡激动剂(BID)裂解,进而启动细胞凋亡过程 。但异常高表达的唾液酸会干扰这一凋亡途径。唾液酸可以改变癌细胞表面糖蛋白或糖脂的结构,让 TNF 家族受体难以与配体正常结合,或者阻碍 DISC 的形成与激活,使得癌细胞能够逃避凋亡,获得更强的生存能力,这为肿瘤的持续发展和恶化提供了条件 。

唾液酸聚糖与多种分子相互作用促进免疫逃逸


唾液酸化糖缀合物作为自身相关分子模式(SAMPs),能帮助机体区分自身和非自身物质,还具有抑制免疫反应的作用。补体调节蛋白 H(Factor H)可以识别这些 SAMPs,抑制补体替代途径的激活。Factor H 与唾液酸结合后,对细胞膜上 C3b 的亲和力增强,其衰变加速活性也随之提高。在多种癌症中,都能观察到 Factor H 表达和释放增加的现象 。

Siglecs 主要存在于免疫细胞表面,当唾液酸聚糖与 Siglecs 结合后,会激活一系列细胞内信号通路。这些信号通路会抑制免疫细胞的活性,比如抑制 T 细胞的增殖和细胞因子分泌,阻碍自然杀伤细胞(NK 细胞)对癌细胞的杀伤作用,还会促进调节性 T 细胞(Tregs)的分化和功能,使得肿瘤微环境更趋向于免疫抑制状态,癌细胞就能轻松逃避机体免疫系统的攻击 。

唾液酸化分子可作为有效的癌症相关生物标志物


唾液酸聚糖如 STn 和 CA19 - 9(SLea),有望成为癌症生物标志物。STn 抗原可通过肿瘤细胞中 O - 糖蛋白的脱落或分泌进入血清,它的出现常常与癌症进展到晚期以及患者预后不良相关。CA19 - 9 的表达受 Lewis 基因产物岩藻糖基转移酶 III(FucT III)的调控,其在血液中的水平还受 Lewis 血型影响。不过,患有炎症性消化道疾病、肝脏疾病、卵巢疾病等良性疾病的个体,体内 CA19 - 9 水平也可能升高,这在临床应用中需要加以区分 。

结论与展望


不同类型的肿瘤细胞,由于唾液酸转移酶、唾液酸酶或唾液酸生物合成过程的异常调节,会呈现出高唾液酸表达的特征。肿瘤微环境中的这种高唾液酸化现象,在多个层面上推动了肿瘤的发展。它帮助癌细胞逃避凋亡、促进细胞增殖和肿瘤转移,尤其是在免疫逃逸方面发挥了重要作用。研究表明,唾液酸聚糖能将肿瘤细胞伪装成自身正常细胞,与多种分子相互作用,营造免疫抑制环境。目前,针对唾液酸的靶向治疗正处于临床试验阶段,未来有望为癌症治疗带来新突破。同时,唾液酸化分子作为癌症生物标志物,在癌症早期诊断和病情监测方面也具有潜在应用价值,值得进一步深入研究 。

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