综述:蛋白质糖基化在结直肠癌中的作用:从分子通路到临床应用

时间:2025年9月10日
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

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这篇综述系统阐述了糖基化(Glycosylation)在结直肠癌(CRC)中的分子机制与临床价值,聚焦N/O-糖基化通路异常(如寡甘露糖、岩藻糖基化、唾液酸化、截短O-糖链Tn/sTn抗原等)如何通过重塑糖蛋白(如黏蛋白MUCs、整合素)和调控糖基转移酶(Fut2、ST6GAL1等)驱动肿瘤侵袭、免疫逃逸和转移,并探讨了糖组学生物标志物和靶向治疗策略在精准肿瘤学中的前景。

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糖基化机制:从生物合成到功能网络

糖基化作为最普遍的翻译后修饰之一,通过N-糖链(Asn-X-Ser/Thr序列)和O-糖链(Ser/Thr羟基)重塑蛋白质功能。在CRC中,异常糖基化始于腺瘤阶段,表现为β1,6分支N-糖链(GnT-V催化)、核心岩藻糖基化(Fut8介导)、唾液酸化(ST3Gal4/ST6Gal1驱动)及截短O-糖链(Tn/sTn抗原)的积累。这些改变通过稳定EGFR、TGF-β受体等致癌信号通路,直接促进CRC恶性进展。

糖基化失调的分子特征

  • 寡甘露糖:CRC中因α-甘露糖苷酶活性降低而蓄积,通过巨噬细胞甘露糖受体(CTLD 4-7结构域)触发免疫抑制,同时抑制磷酸戊糖通路(PPP)增强5-FU敏感性。

  • 岩藻糖基化:Fut2通过Wnt/β-catenin和Hippo-YAP/TAZ通路双重调控CRC转移;Fut8介导的核心岩藻糖基化则通过TGF-β/Smad2/3信号促进EMT,其抑制剂FDW028可诱导B7-H3溶酶体降解。

  • 唾液酸化:ST6Gal1修饰的α2,6-唾液酸增强PD-L1稳定性,而ST3Gal4生成的sLeX通过E-选择素结合促进血行转移。

  • O-GlcNAc修饰:OGT介导的c-Myc/β-catenin糖基化稳定肿瘤促发蛋白,并与化疗耐药相关。

肿瘤微环境的糖调控

CRC细胞表面异常糖链(如sLeX/sLeA)通过Siglec受体诱导M2型巨噬细胞极化,并激活PD-1+耗竭性T细胞。肠道菌群(如具核梭杆菌)与宿主黏液层O-糖基化(MUC2-STn)形成正反馈,加速菌群失调和炎症致癌。

临床转化:从生物标志物到治疗

血清标志物CA19-9(sLeA)和CEA糖型联合检测可提升早期诊断率。靶向策略包括:

  1. 1.

    单抗:如抗GD2(神经节苷脂)和抗Tn/sTn抗体;

  2. 2.

    糖疫苗:如Theratope®(STn-KLH)激活抗肿瘤免疫;

  3. 3.

    酶抑制剂:如OGT抑制剂逆转化疗耐药。

未来挑战

单细胞糖组学、空间糖链成像及糖基化-CRISPR筛选技术将揭示CRC异质性,而靶向糖-免疫检查点(如Siglec-7/9)的联合疗法有望突破现有治疗瓶颈。糖基化作为CRC的“分子开关”,正推动精准肿瘤学进入糖密码时代。

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