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本期专题:肿瘤中的糖基化修饰

 外科黄文斌 2021-12-02
蛋白糖基化修饰(protein post-translational modification,PTM)作为最重要、最普遍的蛋白质翻译后修饰之一(超过50%的真核生物蛋白质被认为是经过糖基化修饰的),糖蛋白和糖基化在许多生物过程中发挥着重要作用,且具有重要的细胞功能,如增加蛋白质的稳定性、保护蛋白质免于降解、增加蛋白质溶解度以及调节蛋白质活性等。主要参与细胞间识别、调控、信号传导、免疫应答、细胞转化和疾病的发生发展
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肿瘤糖基化
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 热点聚焦-肿瘤中糖基化修饰

  
早在1982年科学家就发现糖分子在癌症中起作用。新加坡的科学家与哥本哈根大学的科学家联合研究发现非成熟糖基化即短O-聚糖能够促进癌细胞生长,导致癌细胞扩散更迅速。相关研究发表在PNAS杂志上(Ref: 23912186,IF: 11 )。
 
Valosková,Biebl等人发现Minerva的脊椎动物直系同源物MFSD1拯救了Minerva突变体的迁移和T-抗原糖基化缺陷。因此,研究者们确定了一个关键的保守调节因子,它可以协调蛋白质子集上的O-糖基化,从而激活控制对发育和癌症转移至关重要的迁移步骤的程序。随后,研究人员调查了Minerva作用于哪种蛋白质来影响T抗原。通过质谱技术,发现大多数被鉴定为脊椎动物的蛋白质,即所谓的直向同源物,都与癌症有关。九种蛋白质在人体中具有直向同源物,其中六种在某种程度上与癌症有关。糖基化修饰促进癌细胞转移凶手之一(Ref: 30910009,IF: 8 )
                                                
恶性肿瘤转化与异常糖基化有关,一些异常糖成为癌症生物标记物

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具有临床应用的血清学标志物(Ref: 26289314,IF: 60 )

Nat Rev Cancer(IF: 60 )杂志上发表了一篇“Glycosylation in cancer: mechanisms and clinical implications”的文章描述了糖基化在肿瘤发展和进展等关键病理步骤中发挥基础作用,以下做简短的描述:

肿瘤转移:在肿瘤细胞解离和入侵的过程中,糖会干扰细胞-细胞粘附。β1,6乙酰基葡萄糖氨基转移酶V (GnT‑V)修饰cadherin (E-cadherin),使其增加β1,6-N-acetylglucosamine (β1,6GlcNAc)-branched N-glycan,损害细胞粘附,促进肿瘤细胞侵袭。而α2,6-唾液酸化的末端结构会干扰肿瘤细胞的粘附。
 
抑癌作用:GnT-III可以给E-cadherin增加N糖,增加蛋白质的稳定性和抑制肿瘤的进展
 
肿瘤微环境:异常的O-糖基化,如α-N-acetylgalactosamine (α-GalNAc) 和α-2,6‑sialyltransferase I (ST6GalNAc‑I)过表达,会引起sialyl Tn (STn)表达,C1GalT1-specific chaperone 1(C1GALT1C1)突变等,和肿瘤细胞浸润相关。
 
肿瘤生长增殖:肿瘤生长和增殖过程中,关键生长因子受体的糖基化改变,从而调节它们的活性和信号传导。在肿瘤细胞迁移过程中,整合素在O糖和N糖中显示糖基化改变。
末端唾液酸化干扰细胞与细胞外基质(ECM)的相互作用,促进迁移和侵袭性表型的增加。
 
血管生成:血管内皮生长因子受体(VEGFR)的异常糖基化调节其与galectins的相互作用,与肿瘤血管生成相关
 
此外,文章还描述了糖基化与炎症、免疫监视、癌症代谢信号转导、肿瘤诊断有关

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糖基化在肿瘤发生、发展、转移中的作用(Ref: 26289314,IF: 60 )
 
杂志Nat Rev Mol Cell Bio(IF:90 )发表的名为“Global view of human protein glycosylation pathways and functions”综述详细介绍了普遍的糖组变化,这些变化使癌细胞具有在肿瘤生长和转移的不同阶段所需的不同聚糖特征,包括免疫逃避和转移等方面。癌细胞显示出其糖组的显着改变,对癌症发病机制具有功能性影响。

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在肿瘤中表达失调的蛋白糖基化基因(Ref: 33087899,IF: 60 )
 
接下来让我们来看下糖基化只做分型就能发8分的文章:今年8月发表在EBioMedicine(IF :8 )杂志的胰腺癌纯生信文章

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主要结果:
1、蛋白糖基化基因对样本聚类识别相关亚型

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2、分型验证

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3、蛋白糖基化亚型差异基因功能、通路富集分析

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文章到这就结束了😥,做的很简单:识别了糖基化聚类,用其它数据集做了验证,8 到手。综上不难发现肿瘤蛋白糖基化方向大有可为,毕竟涉及到了癌症能量代谢都不简单。我们也计算了MSigDB数据库中糖基化相关基因集GSVA得分与癌症预后的显著关联(以下是部分结果)

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结果也表明糖基化热点研究方向的可行性。生信人也根据糖基化热点制定了一系列思路,感兴趣扫码预定吧!

3 肿瘤糖基化大体思路

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肿瘤糖基化纯生信思路
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