在肺癌细胞的表面,除了蛋白质和脂质,还覆盖着一层复杂而动态的糖链(聚糖),这一结构被称为糖萼(Glycocalyx)。蛋白质或脂质附加上糖链的过程称为糖基化(Glycosylation)。肺癌细胞的糖基化模式会发生深刻改变,这些异常的“糖衣密码”在促进肿瘤生长、侵袭和免疫逃逸中起着至关重要的作用。
肺癌中异常的糖基化类型
1. N-糖基化异常:
· β1,6-分支增加:由糖基转移酶GnT-V(MGAT5)催化。这种结构的增加与EGFR、整合素等膜蛋白的稳定性增强、细胞迁移能力增加相关。
· 核心岩藻糖基化:由FUT8催化,对TGF-β受体、整合素等的功能至关重要。
2. O-糖基化异常:
· ** truncated O-glycans (截短的O-聚糖):最常见的是Tn抗原和sialyl-Tn (STn)抗原**的表达。在正常组织中几乎不存在,但在肺癌中高频出现,是著名的癌相关碳水化合物抗原。
3. 糖脂糖基化异常:如神经节苷脂的过度表达。
4. 蛋白质聚糖(Proteoglycans)的改变。
“糖衣炮弹”如何助长肺癌
异常的糖基化通过多种机制促进肺癌进展:
1. 调控受体信号:糖基化修饰能直接影响生长因子受体(如EGFR, MET)的二聚化、内吞和信号传导强度。
2. 促进侵袭转移:改变了的糖链影响细胞与细胞、细胞与基质之间的粘附,为上皮-间质转化(EMT)和迁移创造条-件。
3. 构建免疫逃逸的物理化学屏障:
· 物理屏蔽:厚厚的糖萼可以在空间上阻碍T细胞受体(TCR)或抗体与肿瘤细胞表面的抗原肽-MHC复合物结合,使免疫细胞无法识别目标。
· 化学抑制:
· 唾液酸-Siglec轴:肿瘤细胞表面的唾液酸(一种带负电的九碳糖)能够与免疫细胞(如T细胞、巨噬细胞、树突状细胞)表面的Siglec(唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素)受体结合,传递抑制性信号,直接关闭免疫细胞的功能。
· Galectin-糖链相互作用:半乳糖凝集素(Galectins),特别是Galectin-1, -3, -9,能高亲和力地与特定的糖链(如LacNAc)结合。在肿瘤微环境中,Galectin-3可与T细胞表面的糖蛋白(如CD45, CD71)交联,诱导T细胞凋亡或功能耗竭。Galectin-9与T细胞上的受体Tim-3结合,是驱动T细胞耗竭的关键通路之一。
靶向糖基化的治疗策略
针对癌细胞的“糖衣”,开发了多种破解策略:
1. 靶向糖基转移酶:
· 开发小分子抑制剂或单克隆抗体,抑制负责合成特定癌相关糖链的酶,如GnT-V(MGAT5)、FUT8或ST6GAL1(负责添加唾液酸)的活性。
2. 靶向糖链阅读器:
· 抗-Siglec抗体:开发阻断性抗体,阻止唾液酸与Siglec的结合,解除免疫抑制。
· Galectin抑制剂:如GM-CT-01(针对Galectin-1)和GB1211(口服Galectin-3抑制剂)正在临床试验中,与免疫检查点抑制剂联用,旨在恢复T细胞功能。
3. 癌症疫苗:开发以癌相关糖抗原(如Tn, STn, Globo H)为靶点的 therapeutic 疫苗,激发机体产生特异性抗体和T细胞反应。
4. 抗体偶联药物(ADC):利用对癌相关糖抗原特异的抗体作为“导航系统”,递送细胞毒性药物,实现精准杀伤。
挑战与未来
挑战在于糖基化的复杂性和普遍性,如何实现肿瘤特异性靶向而不影响正常生理功能。然而,随着糖组学分析和化学合成技术的进步,解码并靶向肺癌细胞的“糖衣密码”,正成为免疫治疗和精准医疗下一个充满希望的 frontiers。
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