ST3GAL4 通过调控内质网应激和线粒体稳态的双重机制促进胰腺导管腺癌进展

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease 4.2

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  为探究 ST3GAL4 在 PDAC 中的作用,研究人员分析其对细胞增殖、转移及内质网应激(ERS)、线粒体稳态的影响。发现 ST3GAL4 过表达通过上调细胞唾液酸化促进 PDAC 进展,敲低则激活 PERK-eIF2α-ATF4 通路诱导 ERS 相关细胞死亡,还干扰 ER - 线粒体 Ca2?流动引发线粒体相关细胞死亡,为 PDAC 治疗提供新方向。

  
胰腺导管腺癌(PDAC)是恶性程度极高的实体肿瘤,患者预后差,五年生存率不足 10%。尽管化疗、放疗和免疫治疗等手段不断发展,但 PDAC 治疗仍面临巨大挑战,深入探索其分子机制并寻找新治疗靶点至关重要。异常糖基化是癌症的标志之一,唾液酸化作为糖基化的一种,在肿瘤转移、免疫逃逸和放化疗抵抗中起重要作用。ST3GAL4 是催化 α2,3 - 唾液酸化的唾液酸转移酶,在 PDAC 中显著高表达,但其在 PDAC 进展中的具体作用及机制尚不明确。

为解决这一问题,浙江中医药大学(根据 “Key Discipline of Zhejiang Province in Medical Technology” 推断为国内单位)的研究人员开展了关于 ST3GAL4 在 PDAC 中作用机制的研究。研究发现,ST3GAL4 通过调控内质网应激和线粒体稳态促进 PDAC 进展,该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》。

研究用到的主要关键技术方法包括:通过生物信息学分析(利用 TCGA 和 GTEx 数据库)检测 ST3GAL4 在 PDAC 中的表达;运用表型分析评估 ST3GAL4 对 PDAC 细胞增殖和转移的影响;借助 lectin blotting、免疫共沉淀(co-immunoprecipitation)、Western blotting 检测 ST3GAL4 与内质网应激相关蛋白的相互作用;采用电子显微镜、共聚焦显微镜和 Western blotting 探究 ST3GAL4 与线粒体相关细胞死亡的关联。

ST3GAL4 在 PDAC 中高表达且与不良预后相关


通过分析 TCGA 和 GTEx 数据库数据,发现 PDAC 组织中 ST3GAL4 表达显著高于正常胰腺组织,且其高表达与 PDAC 患者不良疾病进展相关。

ST3GAL4 通过上调唾液酸化促进 PDAC 细胞增殖和转移


表型分析显示,ST3GAL4 过表达可系统性上调细胞整体唾液酸化水平,显著促进 PDAC 细胞增殖和转移;敲低 ST3GAL4 则降低唾液酸化水平,抑制细胞增殖和转移。

ST3GAL4 敲低通过激活 PERK-eIF2α-ATF4 通路诱导内质网应激相关细胞死亡


机制研究表明,敲低 ST3GAL4 会降低 PRKR 样内质网激酶(PERK)的唾液酸化水平,增加其磷酸化,进而激活 PERK-eIF2α-ATF4 信号通路,最终诱导内质网应激相关的 PDAC 细胞死亡。

ST3GAL4 敲低干扰 ER - 线粒体 Ca2?流动并诱导线粒体相关细胞死亡


进一步研究发现,ST3GAL4 敲低会破坏内质网(ER)与线粒体的接触及线粒体稳态,降低电压依赖性阴离子通道 1(VDAC1)的唾液酸化水平并促进其寡聚化,抑制 ER 到线粒体的 Ca2?转移,激活线粒体通透性转换孔(mPTP)开放,最终引发线粒体相关的重编程细胞死亡。

研究结论表明,ST3GAL4 在 PDAC 中过表达,通过唾液酸化调节内质网应激和线粒体稳态,促进肿瘤进展。该研究揭示了 ST3GAL4 在 PDAC 中的双重作用机制,为 PDAC 的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据,有望为改善 PDAC 患者预后开辟新方向。

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