耿直 袁東智

（四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室，四川 成都 610041）

腫瘤細(xì)胞的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移一直是腫瘤學(xué)研究的熱點(diǎn)，而上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelium-mesenchymaltransition，EMT）被廣泛認(rèn)為是上皮類型惡性腫瘤發(fā)生遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。EMT是指上皮細(xì)胞的細(xì)胞間連接減弱，并向間充質(zhì)細(xì)胞的外形轉(zhuǎn)變。多種膜蛋白分子（如E-鈣粘蛋白整合素）以及基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMPs）均與EMT的發(fā)生有關(guān)[1]。而這些蛋白質(zhì)的功能均受糖基化修飾的調(diào)節(jié)，特別是發(fā)生在天冬氨酸殘基上的N-糖基化修飾，這類修飾異常增加，會(huì)抑制這些分子的功能，從而促進(jìn)EMT以及腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

蛋白質(zhì)的糖基化修飾是由特定的糖基轉(zhuǎn)移酶完成，不同的糖基轉(zhuǎn)移酶可以將不同結(jié)構(gòu)的糖鏈連接到蛋白質(zhì)的修飾位點(diǎn)上。常見(jiàn)的N-糖基化包括高甘露糖型N-糖基化、復(fù)雜型N-糖基化和雜交型N-糖基化等。N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶V（N-acetylglucosaminyltransferase-V，GnT-V）是N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的家族成員之一，其編碼基因?yàn)镸GAT5。GnT-V可以催化N-乙酰葡糖胺與甘露糖以β1，6糖苷鍵相連，從而形成甘露糖分支連接，改變蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象以及功能[2]。

研究發(fā)現(xiàn)GnT-V在多種腫瘤的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移中具有重要作用。GnT-V敲除的裸鼠表現(xiàn)為多瘤中間T抗原（Polyoma middle T antigen，PyMT）誘發(fā)的乳腺腫瘤生長(zhǎng)緩慢，遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移發(fā)生率降低[3]。過(guò)表達(dá)GnT-V則會(huì)造成腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲與遷移行為增強(qiáng)。在胃癌、食管癌、結(jié)腸癌、肝癌等多種腫瘤細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)GnT-V的表達(dá)水平以及蛋白質(zhì)β1,6-乙酰葡糖胺修飾水平上調(diào)[4]。目前認(rèn)為，腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)的GnT-V會(huì)增加鈣粘蛋白的β1,6-乙酰葡糖胺修飾，使腫瘤細(xì)胞間的連接粘附減弱，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT，導(dǎo)致遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的發(fā)生[5]。本文將聚焦GnT-V，梳理其在多種腫瘤中的最新研究進(jìn)展。

1 GnT-V 與肝細(xì)胞癌

與正常肝細(xì)胞相比，肝癌細(xì)胞膜表面的N-糖基化修飾模式發(fā)生改變，特別是β1,6-分支類型的修飾增加[6]。

在肝癌細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn)，GnT-V可以增加跨膜蛋白細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子（Extracellular matrix metalloproteinase inducer，EMMPRIN）CD147上的β1，6-乙酰葡糖胺修飾增加，會(huì)改變其與整合素β1之間的相互作用，并使基質(zhì)金屬蛋白酶MMPs的表達(dá)下降，導(dǎo)致該肝癌細(xì)胞的遷移能力增強(qiáng)[7]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)GnT-V修飾CD147糖基化位點(diǎn)是Y140和Y183[8]。

乙型肝炎病毒感染與肝癌發(fā)生密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，HBV感染會(huì)導(dǎo)致肝癌細(xì)胞株HepAD38中一系列參與N-糖基化的糖基轉(zhuǎn)移酶表達(dá)水平改變，其中GnT-V的表達(dá)水平會(huì)被上調(diào)[9]。另外，Liu等研究發(fā)現(xiàn)，雙氫青蒿素能夠抑制肝癌細(xì)胞中MGAT5的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而降低GnT-V表達(dá)，并且減少細(xì)胞膜表面β1，6-乙酰葡糖胺糖基化修飾水平[6]，該研究可能為肝癌的治療提供一個(gè)潛在的藥物靶點(diǎn)。

2 乳腺癌

2000年，發(fā)表在Nature Medicine上的研究發(fā)現(xiàn)，在GnT-V敲除的裸鼠中，使用PyMT誘發(fā)乳腺癌，與野生型裸鼠相比，GnT-V敲除裸鼠的腫瘤生長(zhǎng)緩慢，遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移發(fā)生率降低[3]，首次提示GnT-V與乳腺癌的遷移有關(guān)。在永生化的人乳腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞系MCF10A中的研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定過(guò)表達(dá)GnT-V的MCF10A細(xì)胞亞株的遷移能力增強(qiáng)，而殼寡糖（Chitosan oligosaccharides，COS）能夠降低GnT-V蛋白表達(dá)，降低細(xì)胞膜N-糖基化的水平，并抑制細(xì)胞遷移[10]。

受體酪氨酸蛋白磷酸酶α（Receptor-like protein tyrosine phosphatase alpha，RPTPα）是一種受體酪氨酸蛋白磷酸酶，參與黏著斑（Focal adhesions）的形成。黏著斑是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的一種連接結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞遷移中發(fā)揮重要作用，被認(rèn)為是細(xì)胞發(fā)生EMT的標(biāo)志之一。在乳腺癌細(xì)胞系MCF-7中的研究發(fā)現(xiàn)，GnT-V可以讓RPTPα的β1，6-乙酰葡糖胺修飾水平升高，大幅降低其蛋白降解速度，導(dǎo)致它對(duì)下游的Src激酶去磷酸化程度增強(qiáng)，最終促進(jìn)黏著斑的形成[11]。

另外，GnT-V的表達(dá)受到非編碼RNA的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。已有研究發(fā)現(xiàn)，miR-124能夠抑制GnT-V的表達(dá)。體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miR-124能夠抑制乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，但是恢復(fù)GnT-V的表達(dá)后，miR-124對(duì)癌細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的抑制作用減弱[12]。

3 神經(jīng)膠質(zhì)瘤

在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，穩(wěn)定過(guò)表達(dá)GnT-V的細(xì)胞亞株中受體酪氨酸蛋白磷酸酶μ（Receptorlike protein tyrosine phosphatase mu，RPTPμ）的表達(dá)和催化活性均降低，從而導(dǎo)致激活PLCγ-PKC通路，使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移能力增強(qiáng)[13]。

在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤起始細(xì)胞（ GBMinitiatingcells，GIC）中的研究發(fā)現(xiàn)，小分子抑制劑PST3.1a能夠通過(guò)抑制GnT-V的酶活性，降低細(xì)胞N-聚糖中的β1,6-乙酰葡糖胺水平，并抑制TGF-β受體及粘著斑激酶（Focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）信號(hào)通路，導(dǎo)致細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和遷移行為減弱[14]。該研究表明GnT-V介導(dǎo)的N端β1,6-乙酰葡糖胺修飾參與了TGF-β受體及粘著斑激酶（Focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）信號(hào)通路，但是具體靶標(biāo)修飾分子還有待進(jìn)一步探究。

另外，有研究顯示在使用T細(xì)胞免疫療法時(shí)，敲除MGAT5基因的CD8+T細(xì)胞可以增強(qiáng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠模型的生存率。雖然其具體機(jī)制尚不清楚，但是提示GnT-V可能在T細(xì)胞免疫療法中也具有重要作用，并可能成為一個(gè)改善療效的編輯靶標(biāo)分子[15]。

4 其他類型的癌癥

GnT-V在肺癌、鼻咽癌和膀胱癌中的研究報(bào)道較少，研究發(fā)現(xiàn)有限，因此在此部分一起梳理總結(jié)。

4.1 肺癌

在肺癌細(xì)胞中，TGFβ1可通過(guò)JNK/P38/PI3K通路下調(diào)非肌肉肌球蛋白II-A（Non-muscle myosin II-A，NMII-A）表達(dá)，同時(shí)上調(diào)GnT-V表達(dá)，促進(jìn)EMT的發(fā)生和肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，提示GnT-V也參與了肺癌的轉(zhuǎn)移過(guò)程[16]。

4.2 鼻咽癌

在鼻咽癌細(xì)胞中，GnT-V可以對(duì)表皮生長(zhǎng)因子受體（Epidermal growth factor receptor，EGFR）進(jìn)行N端β1,6-乙酰葡糖胺修飾，而同時(shí)抑制EGFR和GnT-V的表達(dá)，可以顯著降低鼻咽癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移行為，且增強(qiáng)其對(duì)放療的敏感性[17]。

4.3 膀胱癌

在人膀胱移行細(xì)胞癌細(xì)胞系T24中的研究發(fā)現(xiàn)，抑制GnT-V表達(dá)，會(huì)降低細(xì)胞膜上人平衡型核苷載體1（Human equilibrative nucleoside transporter 1，hENT1）的表達(dá)量。hENT1參與了抗腫瘤藥物吉西他濱（Gemcitabine）的攝取，其表達(dá)降低會(huì)使細(xì)胞對(duì)該類產(chǎn)生耐藥性，提示GnT-V可能也在腫瘤耐藥方面發(fā)揮作用[18]。

5 總結(jié)和展望

GnT-V作為N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶家族分子之一，其參與了腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移行為，特別是在多種腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移中的作用日益得到關(guān)注。隨著對(duì)GnT-V糖基化機(jī)制的研究深入，對(duì)其修飾目標(biāo)蛋白的研究拓展，以及特異性作用于GnT-V的小分子化學(xué)物質(zhì)和microRNA的研究發(fā)現(xiàn)，GnT-V很有可能成為一個(gè)新的腫瘤治療靶點(diǎn)。但是，這一期望還面臨著諸多挑戰(zhàn)，比如：GnT-V在腫瘤中的研究以細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)居多，動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)相對(duì)較少，為了明確其作用還需要更多的功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；GnT-V參與修飾的蛋白質(zhì)種類較多，如果干預(yù)GnT-V的表達(dá)，可能同時(shí)造成多種蛋白質(zhì)的糖基化修飾改變，這種非特異性改變可能對(duì)未來(lái)的治療應(yīng)用帶來(lái)安全性隱患，目前還沒(méi)有研究聚焦這一問(wèn)題。關(guān)于GnT-V在腫瘤遷移中的研究工作還有待進(jìn)一步深入。