肿瘤中黏蛋白型O

1、肿瘤中黏蛋白型。-聚糖的生物学特性及临床意义的研究进展糖生物学研究在近年得到了高度重视，已经成为继基因组学和蛋白质组学后的第 三个研究热点1。糖类物质可与其它化合物结合构成生物大分子参与机体细胞组 成，并与细胞的生长发育密切相关。聚糖是指任何游离的或与另一类分子结合的 糖或糖类组合的通称。它以共价键与蛋白质或脂类结合，从而在生物体内构成的 多样糖类复合物（糖蛋白、蛋白聚糖及糖脂）。黏蛋白型O-聚糖结构存在糖蛋白 中，它是以蛋白质为主，在蛋白质多肽链骨架上共价连接着寡糖链形成的生物大 分子。其在生物体内分布广泛（细胞膜、溶酶体、细胞外液）。糖蛋白聚糖分为 N-连接型，。-连接型及GPI （糖磷脂

2、酰肌醇）-连接型三种。其中，O-连接型中最 为丰富的O-糖基化修饰就是黏蛋白型-O聚糖。目前对其在体内的生物学功能还 不甚了解，随着肿瘤发病率的不断攀升，今后黏蛋白型-O聚糖在肿瘤学方面的 研究显得尤为重要。黏蛋白型。-聚糖基本核心结构及生物合成1.1基本核心结构在黏蛋白中，。-聚糖通过N-乙酰氨基半乳糖与丝氨酸或苏氨酸的S/T残基相连接 形成。连接，该结构被称为黏蛋白型O-聚糖。黏蛋白型。-聚糖是由多肽：N-乙 酰氨基半乳糖转移酶（ppGalNAc-Ts）家族催化起始合成的，在肿瘤中常常伴随 着黏蛋白型O-聚糖结构及数量上的改变，形成肿瘤特异聚糖结构。-聚糖可延 伸为多种不同核心结构的类型，

3、现已发现的有 GalNAc-Ser/Thr,GlcNAc-Ser/Thr,Gal-Ser,Xyl-Ser,Man-Ser/Thr 等八种。最简单的黏蛋 白型O-聚糖是GalNAca 1-S/T（即Tn抗原），为各核心亚型共有结构。在Tn抗原 的基础上形成core1结构亚型Galp 1-3GalNAc-（即T抗原）；而在core1的基础 上连接N-乙酰氨基葡萄糖进一步形成core2结构。另外常见的核心结构还有core3 和core4，而Core5-core8并不多见。有研究报道口core5存在于人类腺癌和组成 胚胎肠道的细胞上，core6除在胚胎肠道，还在卵巢囊肿的黏蛋白中发现。所有 的核心结构

4、可被进一步唾液酸化修饰，另外其。-聚糖的末端可被岩藻糖、半乳 糖、N-乙酰葡萄糖/半乳糖胺等。生物体内黏蛋白型O-聚糖的合成及作用2.1生物合成糖链的N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）与肽链的Ser/Thr残基上的羟基氧原子相连形 成糖苷键，糖链为。-连接糖链，称为。-聚糖（O-Glycan）。O-连接寡糖在N-乙酰 半乳糖基转移酶的作用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接上N-乙酰半乳基， 然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖链的形成。2.1.1合成特点细胞内场所-粗面内质网和高尔基体。不需糖链载体催化糖链生成的酶一（各种）糖基转移酶糖基供体一UDP/GDP-糖基衍生物糖链的合成在肽链合成后进行多

5、数糖蛋白是膜结合蛋白，故O-连接多肽和其他糖蛋白由m-RNA编码。O-糖苷型寡糖链糖基由核苷酸糖提供，糖基转移酶催化每一特异糖苷键合成均需相应特异糖基转移酶的作用催化糖链内部糖基的酶位于内质网。2.1.2核心结构的合成及糖链的延伸在多肽：a -GalNAc转移酶的作用下，将UDP-GalNAc中的GalNAc糖基转移至肽 链上，分别合成多个核心结构（见前述）。O-聚糖链的延伸是在核心结构的基础 上不断有序地添加糖基形成的。常添加以6 1,3连接的GlcNAc或& 1，4连接的 Gal。而在外链骨架上的6 1，4Gal还可分支为GclNAcp 1，6Galp 1，4分支，而 在其外侧还可继续连接

6、6 1，4Gal加以延长。2.1.3末端结构的合成O-GalNAc聚糖其非还原末端的糖基集团包括唾液酸化及L-岩藻糖化。在糖链形 成的单糖，双糖及多糖阶段都可发生唾液酸化，糖链末端的Gal经a 2,3唾液酸 转移酶作用而发生唾液酸化。L-岩藻糖化是血型抗原合成的前提。在I型及II型 糖链基础上，Gal外侧连接Fuc，生成血型O的抗原决定簇H1及H2抗原。通过 不断添加a 1,3GalNAc生成A型及B型抗原决定簇。2.2黏蛋白型O-聚糖的生物学功能2.2.1.对糖蛋白新生肽链的影响参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象；具有功能的糖蛋白的二聚 体，往往依靠糖-蛋白或糖-糖相互作用维系亚

7、基的聚合和构象；有些蛋白质的投 送信号存在于肽链内，但有些是与其糖链有关，糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及 分拣密切相关。2.2.2对糖蛋白的生物活性的影响保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期;起屏障作用，影响糖蛋白的作用； 聚糖还可以避免蛋白质中抗原决定簇被免疫系统识别而产生抗体。2.2.3.糖蛋白聚糖参与分子的识别作用聚糖中单糖分子连接的多样性是聚糖起到分子识别作用的基础，它包括受体与配 体识别和结合也需聚糖的参与及细胞表面糖复合物的聚糖还能介导细胞-细胞的 结合。黏蛋白型O-聚糖与肿瘤异常的聚糖结构广泛存在于多种肿瘤中，他们在刺激肿瘤细胞的增殖，侵袭及介 导细胞间的黏附等意义重大。糖链的

8、改变可有多种形式如：糖链本身量的变化， 糖前体的聚集，新型糖链结构的出现等肿瘤中Tn抗原，T抗原及被唾液酸修饰 的STn抗原和ST抗原等异常聚糖的出现提示了患者临床治疗风险的增加5 而伴随着这些异常聚糖的出现，和其相应结合的凝集素的特异识别结构也会随之 变化，这些结构的异常可介导肿瘤的转移电因此抑制肿瘤转移，以聚糖为靶点可 作为肿瘤治疗的新策略刀。3.1消化道肿瘤Tn抗原在正常情况下隐蔽地表达于黏蛋白，随着不完全糖基化，Tn抗原即会暴 露。在正常胃肠道粘膜中，T抗原表达很少，但在相应的肿瘤细胞中却多数有表 达，并被视为分化不良的腺癌和粘液癌的标志。另外富含O-聚糖的黏蛋白亦同 胃癌的发生发展相

9、关网。而一些相关的糖类抗原CA19-9, CA72-4对于胃癌【9及结 直肠癌10的早期诊断及同肿瘤的分期和预后有着明确的相关性。糖生物学一直是 肝癌诊断及治疗的热点领域11,12，。-聚糖修饰的改变会引起一些蛋白质翻译后修 饰的变化，从而奠定了肝细胞内的糖基转移酶及糖苷酶活性的变化，此为肝癌药 物研发的方向之一。3.2妇科肿瘤血清中糖类抗原CA-199、CA-153、CA125等对于卵巢癌及子宫内膜癌患者的筛查 有着极其重要的诊断价值13,14,15。靳立功等16 对55例组织学分级不同的子宫内 膜癌患者进行血清CA125的检测，结果显示CA125在子宫内膜癌血清中呈高表 达，与临床分期和组

10、织学分级密切相关。3.3肺癌在肺癌细胞中，其糖链结构亦发生了多种变化，且在癌变过程中也伴有末端残基 结构的变化。岩藻糖基化修饰的增加，促进了多天线糖链的增加，同时糖链的唾 液酸化程度增加以及唾液酸的Lewis X修饰增加W。糖链的合成是按一定顺序由糖 基转移酶合成的，故而肿瘤细胞的糖链结构发生异常的基础是其糖基转移酶的变 化。沈力等网在肺癌细胞株A549中发现，ppGalNAcT2的表达较高，并推测其参 与了肺癌细胞的分化，与细胞表面糖链结构的改变有着密切的关系。3.4乳腺癌通常乳腺上皮细胞中含有大量的。-聚糖中核心2结构。而在乳腺癌中，O-聚糖 则以核心1结构为主。有研究显示，在BT20和T

11、47D乳腺癌细胞内，核心结构 1,2的转变在于C2p 1，6GlcNAcT的失活和a 3唾液酸转移酶活性的增强。后者 活性的改变抑制了 GlcNAc连接到。-聚糖链上，从而阻断核心2结构的合成。ST6GalNAc I是一种唾液酸转移酶，负责在Tn抗原上连接一个唾液酸残基，在该 O-糖链结构中合成Sialy-Tn抗原。Lin等19通过上调乳腺癌细胞 MDA-MB-435ST6GalNAc I的表达，增加其a 2,6唾液酸的含量，随之发现癌细胞 之间及其与细胞外基质间的粘附力增强。高度O-糖基化的表皮I型跨膜黏蛋白 (Muc-1)现已成为乳腺癌复发的标记物，Muc-1含有5个潜在的O糖基化位点，S

12、orensen等20在Muc-1的基础上添加。糖链结构，合成完整的糖肽抗原，免疫 小鼠后发现此可诱发具有肿瘤特异性的体液免疫反应。因此，在肽链的基础上利 用糖基转移酶合成糖肽抗原，将为肿瘤疫苗的开发提供美好的前景。4展望生物体内蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰，肿瘤细胞表面通常会存在异常 糖基化，前者的产物即是异常的聚糖结构。0-聚糖虽然只占整个糖蛋白的小部分， 但有重要的生理学功能，它作为肿瘤细胞表面的终端信号在肿瘤的侵袭转移中发 挥着重要的作用，有研究显示糖链变化有利于癌症标记物的筛选，故而将糖链作 为靶点来抑制肿瘤转移可为肿瘤治疗提供新方法。肿瘤糖蛋白糖链变化应用于临 床有十分广阔的前

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