【预备知识】
- O-GalNAc 聚糖 #137
- 癌症中的糖基化变化 #182
粘蛋白(mucins)是富含 O-GalNAc 聚糖的大型糖蛋白,位于串联重复区的丝氨酸或苏氨酸上。
在正常的极化上皮中,粘蛋白表达在顶膜,面向空腔器官的腔内,可溶性粘蛋白仅分泌到腔内。
在恶性上皮细胞中,粘附连接和拓扑结构的丧失破坏了极化,使粘蛋白能够进入细胞外空间和血液。
极化丧失和表达异常糖基化的粘蛋白过度表达使这些糖蛋白成为具有临床应用价值的生物标志物的主要来源。
粘蛋白的棒状结构和负电荷被认为:
排斥细胞间相互作用。
空间位阻抑制钙粘蛋白和整合素等粘附分子发挥其功能。
因此,粘蛋白可能充当**“抗粘附素”,促进细胞在转移开始期间从原发肿瘤中移位**。
携带选择素配体的肿瘤粘蛋白促进癌症进展的几个方面(见下文)。
粘蛋白还可能干扰免疫细胞识别,并阻断或掩盖主要组织相容性复合体 (MHC) 分子对抗原肽的呈递。
癌变的一个标志性特征是不完整 O-聚糖的异常合成,存在于粘蛋白和其他糖蛋白中,其典型代表是 Tn 和 T 抗原及其唾液酸化糖型 唾液酸 Tn (STn) 和唾液酸 T (ST) 。
表达 STn 的分泌糖蛋白经常出现在癌症患者的血液中。由于这些聚糖在正常组织中很少出现,因此它们可作为预后生物标志物和治疗靶点。
截短 O-聚糖在患者体内引发免疫反应,因此已开发出针对这些聚糖的疫苗。
另一种选择是,不完整 O-聚糖可以作为各种治疗性抗体和嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞疗法的靶点。
肿瘤细胞上**Tn 和 STn 过度出现在某些情况下与 COSMC 基因 (C1GALT1C1) 的沉默相关。合成 Galβ1−3GalNAcα1−Ser/Thr 的 β1−3 半乳糖基转移酶 (C1GALT1) 需要伴侣蛋白 C1GALT1C1** 才能具有活性。C1GALT1C1 基因位于 X 染色体上,因此单次突变可能足以消除表达。
在其他情况下,STn 积累是由于唾液酸转移酶 ST6GALNAC1 过表达所致。
Tn 和 STn 的表达可以增强致瘤性和侵袭性,并促进免疫抑制。
图 Essentials of Glycobiology, 4E. 47.2 在癌症中,上皮细胞正常的拓扑结构和极性丧失,导致含有截短 O-GalNAc 糖链的黏蛋白,如 STn 和 Tn 被分泌入血液循环中。侵入组织和血液的肿瘤细胞同样在其细胞表面呈现这些黏蛋白。