PNAS:蛋白糖基化改變促進癌細胞生長

2021-01-10 生物谷

2013年9月18日訊 /生物谷BIOON/--科學家一直關心蛋白的糖基化過程，部分原因是癌細胞中有高劑量的糖類。這表明這些糖類對癌細胞的生長有一定作用。

新加坡的科學家與哥本哈根大學的科學家聯合研究發現非成熟糖基化即短O-聚糖能夠促進癌細胞生長。相關研究發表在近期的PNAS雜誌上。該研究揭示了促進癌細胞生長的一個重要機制，為開發阻斷癌細胞生長的治療方法提供了理論依據。

該文章的一位作者Catharina Steentoft博士稱，雖然基礎研究到臨床應用之間有一段距離，但是該研究為開發新的治療方法提供了新的思路。

蛋白糖基化

多糖分子在細胞很多過程中都起重要作用。糖分子影響機體的一種形式是與蛋白質相結合，該過程稱之為糖基化。糖基化會使蛋白功能發生變化。蛋白質的糖基鏈異常會導致蛋白質功能異常並引起機體疾病。

早在1982年科學家就發現糖分子在癌症中起作用。美國科學家Georg F. Springer發現特殊類型的糖分子，短O-聚糖能夠促進癌細胞生長。該發現一直是後期研究的基礎。

機制的研究

30年來，全世界很多科學家採用短O-聚糖作為診斷和結果預期癌症的生物標記物，直到本研究科學家才最終指出該分子的重要性--短O-聚糖能夠引起癌細胞生長，導致癌細胞擴散更迅速。

Catharina Steentoft博士稱，我們的研究邁出了第一步，揭示了癌細胞能夠改變糖基化過程，產生短O-聚糖。這將指導整個研究領域朝著新的方向攻克癌症。

關於糖分子

科學家一致認同糖分子在生物體中的作用是巨大的，但是到目前為止還沒有很多機制上的研究。基於這個原因，哥本哈根的Henrik Clausen教授牽頭，帶領著眾多科學家揭示生命的第三個語言糖分子的作用（生命第一語言是基因，第二語言是蛋白質）。（生物谷Bioon.com）

Initiation of GalNAc-type O-glycosylation in the endoplasmic reticulum promotes cancer cell invasiveness

Gill DJ, Tham KM, Chia J, Wang SC, Steentoft C, Clausen H, Bard-Chapeau EA, Bard FA.

Invasiveness underlies cancer aggressiveness and is a hallmark of malignancy. Most malignant tumors have elevated levels of Tn, an O-GalNAc glycan. Mechanisms underlying Tn up-regulation and its effects remain unclear. Here we show that Golgi-to-endoplasmic reticulum relocation of polypeptide N-acetylgalactosamine-transferases (GalNAc-Ts) drives high Tn levels in cancer cell lines and in 70% of malignant breast tumors. This process stimulates cell adhesion to the extracellular matrix, as well as migration and invasiveness. The GalNAc-Ts lectin domain, mediating high-density glycosylation, is critical for these effects. Interfering with the lectin domain function inhibited carcinoma cell migration in vitro and metastatic potential in mice. We also show that stimulation of cell migration is dependent on Tn-bearing proteins present in lamellipodia of migrating cells. Our findings suggest that relocation of GalNAc-Ts to the endoplasmic reticulum frequently occurs upon cancerous transformation to enhance tumor cell migration and invasiveness through modification of cell surface proteins.

相關焦點

  • eLife : 糖基化修飾竟是癌細胞轉移兇手之一!
    像入侵的癌細胞一樣，這些免疫細胞可以在發育期間進入組織內部。作為經典遺傳模型系統的果蠅是研究這些問題的首選生物。果蠅將T抗原顯示為胚胎中GalNAc-或粘蛋白型O-糖基化的主要形式，雖然與脊椎動物Core1合酶同源，果蠅C1GALT的不同之處在於其不需要特定的伴侶。最有趣的是，T抗原存在於胚胎巨噬細胞上一種可以類似於轉移性癌症的方式滲入組織的細胞類型中。
  • Leukemia:如何利用促進癌細胞生長轉移的代謝過程抑制癌細胞?
    2017年2月23日訊 /生物谷BIOON /——癌細胞的代謝狀態會產生控制細胞增殖的信號。德國生物學家、諾獎得主Otto H.Warburg在1920s就發現腫瘤細胞可以從根本上改變其代謝狀態，這個過程叫做Warburg效應，這個效應一直沒被重視，直到最近的腫瘤研究才發現這個效應對惡性腫瘤的形成至關重要。Richard Moriggl及其同事在Leukemia上發表文章表示：促癌因子STAT5可以整合促進致癌轉化的代謝信號。因此這些來自路德維希玻爾茲曼癌症研究所的研究人員也許發現了一個治療癌症的新靶標。
  • 【學術前沿】中國細胞生物學學會五期WLLA學員關鋒團隊揭示糖基化...
    、調控免疫細胞功能、重構腫瘤微環境、促進腫瘤細胞的生長和遷移。雖然細胞外囊泡普遍存在糖基化修飾的現象，但相對於細胞外囊泡中的核酸和蛋白分子，糖基化修飾對細胞外囊泡的包裝、分揀、內吞等功能的研究尚不夠深入。
  • Science:癌細胞通過增加核糖體蛋白產生來促進乳腺癌轉移
    細胞分裂期間的癌細胞，圖片來自NIH。核糖體是在每個活細胞中發現的蛋白製造工廠。他們的觀察結果表明乳腺癌患者血液中富集的一個CTC亞群具有較高的核糖體蛋白（ribosomal protein）水平，而且它們的存在與增加的疾病侵襲性和較差的臨床結果有關。重要的是，這一發現還表明，破壞核糖體功能並抑制癌細胞生長的靶向藥物組合減慢了乳腺癌在小鼠模型中的擴散。
  • PNAS:抗癌藥物分子可能會誘導癌細胞侵略性增加
    在癌症領域，癌細胞的抗藥性始終很難解決。有的理論認為這些癌細胞能主動地重編程自己的信號通路（網絡），來減輕抗癌藥物帶來的壓力，並且在這個過程中會獲得更加惡性的特徵，比如侵略性增強。由美國費城威斯塔研究所領銜的一個聯合課題組發現，一種針對PI3K（磷脂醯肌醇(-3)激酶）的抑制劑，能夠誘導癌細胞的轉錄和信號通路被重編程。
  • 浙江大學生命科學學院易文教授等PNAS發文:O-連接乙醯葡糖胺糖基化修飾調控細胞中蛋白翻譯的新機制
    該研究報導了O-連接乙醯葡糖胺（O-GlcNAc）糖基化修飾調控細胞中蛋白翻譯的新機制。蛋白翻譯是細胞生命活動的最基本的生物過程之一。在細胞內蛋白翻譯是受到多種途徑的精確調控。蛋白翻譯的失調與許多重大疾病的發生發展密切相關。O-GlcNAc糖基化修飾是在糖基轉移酶OGT的催化下以O-糖苷鍵形式共價連接到蛋白質的絲氨酸或蘇氨酸羥基上的單糖修飾。
  • Nature:揭示癌細胞「腐化」鄰近的健康細胞,促進癌症生長
    2019年9月2日訊/生物谷BIOON/---一項新的研究揭示緊鄰腫瘤周圍的健康細胞變得更像幹細胞，從而支持癌症生長。這一發現是利用英國弗朗西斯克裡克研究所IlariaMalanchi實驗室的研究人員開發的一種新技術取得的。
  • PNAS:纖維蛋白原能抑制神經元細胞生長
    生物谷報導：美國加州大學聖地牙哥分校醫學院的研究人員發現，血液中存在的一種血液凝結蛋白——纖維蛋白原能夠抑制中樞神經系統神經元細胞的生長。這些發現可以解釋為什麼人體在脊髓損傷後一般不能自我修復。
  • Cell:揭示小膠質細胞促進大腦中的癌細胞生長機制
    然而，在一項新的研究中，來自美國諾特丹大學的研究人員發現，當癌細胞試圖擴散到大腦時，這種進化控制可能會起反作用。相關研究結果於2020年10月27日在線發表在Cell期刊上，論文標題為「CNS-Native Myeloid Cells Drive Immune Suppression in the Brain Metastatic Niche through Cxcl10」。
  • PNAS:揭示一種細菌蛋白促進癌症產生機制
    2018年12月31日/生物谷BIOON/---在一項新的研究中，來自美國馬裡蘭大學醫學院的研究人員發現作為一種支原體蛋白，DnaK幹擾被支原體感染的細胞應對和修復DNA損傷的能力，其中已知DNA損傷是癌症的一種起源。這一發現表明細菌感染可能導致比以前認為的更多的癌症。
  • Science:微管蛋白糖基化異常,男性不育的又一個潛在原因
    有人提出，是微管蛋白翻譯後修飾的組合形成的「微管蛋白密碼」使微管適應活細胞內的特定功能，但仍缺乏相關機制研究。糖基化是目前研究最少的微管蛋白翻譯後修飾之一；據了解，僅纖毛和鞭毛的微管存在糖基化。既往研究表明，糖基化對纖毛和鞭毛髮揮正常功能可能是必不可少的，但仍缺乏機制研究。
  • 降低激酶PKG能促進癌細胞增殖
    生物谷：喬治亞醫學院Darren Browning博士最近發現一種對細胞增殖非常重要的蛋白——蛋白激酶G（PKG）。PKG抑制健康細胞增殖、分化，但癌細胞只有降低甚至丟失這種蛋白才能進行增殖。這項發現為尋找更多的有效治療癌症的靶標提供了線索。
  • 研究揭示O-糖基化修飾調控生物鐘周期的分子機制
    生物鐘是植物細胞中感知並預測光照和溫度等環境因子晝夜周期性變化的精細時間機制，它通過協調代謝與能量狀態以適應環境因子的晝夜動態變化，從而為植物的生長發育提供適應性優勢。生物鐘周期紊亂會嚴重影響植物多種生理和發育關鍵過程，如開花時間和脅迫應答等。生物鐘核心因子的翻譯後修飾如磷酸化和泛素化等，可以精確調控生物鐘周期。
  • 蛋白質糖基化研究獲進展
    來自上海交通大學系統生物醫學研究院等處的研究人員發表了題為「Characterization of ppGalNAc-T18, a member of the vertebrate-specific Y subfamily of UDP-N-acetyl-α-d-galactosamine:polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferases」的文章，首次提出了內質網中可能存在新的蛋白質O-GalNAc糖基化調控機制
  • 植物所揭示O-糖基化修飾調控生物鐘周期的分子機制
    生物鐘是植物細胞中感知並預測光照和溫度等環境因子晝夜周期性變化的精細時間機制，它通過協調代謝與能量狀態以適應環境因子的晝夜動態變化，從而為植物的生長發育提供適應性優勢。生物鐘周期紊亂會嚴重影響植物多種生理和發育關鍵過程，如開花時間和脅迫應答等。生物鐘核心因子的翻譯後修飾如磷酸化和泛素化等，可以精確調控生物鐘周期。
  • 蛋白聚糖
    （蛋白聚糖）是一種大量糖基化了的糖蛋白蛋白聚糖(proteoglycan)，一類普遍存在於各種動物組織中的由聚糖及蛋白質構成的共價結合物。又稱蛋白多糖。蛋白聚糖是一類特殊的糖蛋白，由一條或多條糖胺聚糖和一個核心蛋白共價連結而成。和膠原蛋白以及透明質酸一起維持軟骨組織。
  • 與以往不同類型的推文:看PNAS發表的一種腫瘤細胞中高表達的蛋白...
    【寫在前面】：今天推薦的是由美國肯塔基大學和日本京都產業大學研究團隊今年2月發表於PNAS（IF9.41）的一篇文章，揭示Hsp47蛋白通過增強膠原依賴性癌細胞與血小板的相互作用來促進癌症轉移　　循環腫瘤細胞（CTC）中細胞外基質（ECM）蛋白表達的增加表明，癌細胞產生的ECM在癌細胞殖入的起始中具有潛在的功能。
  • 微管蛋白糖基化可調控雄性生育能力
    微管蛋白糖基化可調控雄性生育能力 作者：小柯機器人 發布時間：2021/1/9 21:17:55 近日，法國巴黎文理研究大學Carsten Janke等研究人員合作發現，微管蛋白糖基化調控軸絲動力蛋白活性、鞭毛遊動以及雄性生育能力
  • 特殊蛋白的修飾或能有效減緩腫瘤的生長
    BRAF蛋白在很多類型癌症發生中都扮演著非常關鍵的角色，包括黑色素瘤，如今研究人員發現，BRAF能被生長因子所激活，隨後刺激下遊蛋白表達，進而促進癌細胞生長、侵襲和生存；然而目前研究人員並不是非常清楚BRAF如何參與到與促炎性因子釋放的信號的交流過程中去，這些促炎性因子能被腫瘤周圍環境的免疫細胞所釋放。
  • 新發現揭示脂肪促進癌細胞轉移的原因
    然而危險的是，癌細胞有時候會從原發腫瘤的位置擴散到身體其他部位，造成更廣泛的侵襲，也使治療更加困難。事實上，90%的癌症死亡是由癌細胞轉移而引起的。細胞外基質是由膠原蛋白、彈性蛋白、層粘連蛋白、酶和其他糖蛋白等組成的混合物，為細胞生長提供了支撐。在腫瘤組織中，ECM也為腫瘤細胞的生長和侵襲提供了重要的微環境。