唾液酸类似物通过加剧内质网应激克服三阴性乳腺癌放疗抵抗的机制研究

推荐：本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)放疗抵抗的临床难题，揭示了ST3GAL4介导的HSP90B1 α2,3-唾液酸化通过SURF4依赖的逆向运输促进内质网(ER)定位，激活PERK-EIF2α-ATF4通路并上调SLC1A5/GCLC/CTNS等抗氧化因子，最终清除放疗诱导的ROS。创新性发现唾液酸类似物(3Fax-NeuAc)可阻断该通路，为逆转放疗抵抗提供新策略。

　　

论文解读
放疗是三阴性乳腺癌(TNBC)治疗的基石手段，但约10-20%患者会在5年内出现复发，部分病例甚至在24个月内发生"快速复发"，这种放疗抵抗现象严重制约临床疗效。当前对放疗抵抗的分子机制认知不足，尤其糖基化修饰在其中的作用尚未阐明。中山大学肿瘤防治中心的研究团队发现，唾液酸化修饰——这一最常见的肿瘤相关糖基化改变，可能通过调控内质网应激反应参与放疗抵抗，相关成果发表于《Redox Biology》。

研究采用多组学技术联用策略：通过ELISA和Lectenz?试剂盒检测患者血清唾液酸(SA)及组织唾液酸化水平；利用免疫沉淀质谱(IP-MS)筛选ST3GAL4相互作用蛋白；采用CRISPR-Cas9构建基因敲除模型；通过PERK(LD)-EGFP-HOTag3报告系统实时监测未折叠蛋白；结合患者来源细胞(PDC)和异种移植(PDX)模型验证治疗靶点。

2.1 ST3GAL4与TNBC放疗抵抗相关
对13例TNBC组织分析显示，放疗抵抗组血清SA水平和肿瘤α2,3-唾液酸化显著升高。患者来源细胞实验证实，ST3GAL4特异性介导α2,3-唾液酸化，其高表达与不良预后显著相关。

2.2 ST3GAL4促进放疗抵抗
体内外实验表明，ST3GAL4过表达使细胞存活分数(SF)提升2.1倍，敲除后放射敏感性增强。裸鼠模型中，ST3GAL4过表达使肿瘤体积较对照组增大3.2倍。

2.3 ST3GAL4诱导HSP90B1 α2,3-唾液酸化
IP-MS鉴定出HSP90B1是ST3GAL4关键底物。PNGase F处理实验证实，唾液酸通过N-糖链连接，缺失ST3GAL4酶活基序(Motif S)可阻断该修饰。

2.4 SURF4介导HSP90B1逆向运输
COPI囊泡抑制剂布雷菲德菌素A(BFA)处理导致HSP90B1在高尔基体累积。结构预测显示SURF4通过ASN-120/GLN-10/TYR-237识别唾液酸化修饰，敲除SURF4使ER定位的HSP90B1减少67%。

2.5 ER定位HSP90B1加速错误蛋白清除
PERK(LD)报告系统显示，ST3GAL4过表达使错误蛋白降低58%。HSP90B1通过ERAD途径选择性激活PERK-EIF2α-ATF4轴，而非IRE1α或ATF6通路。

2.6 ATF4转录激活抗氧化因子
ChIP-seq证实ATF4直接结合SLC1A5/GCLC/CTNS启动子。ST3GAL4过表达使细胞内半胱氨酸和GSH水平提升2.3倍，ROS降低62%，ATM-Chk2通路抑制。

2.7 唾液酸类似物逆转放疗抵抗
3Fax-NeuAc处理使HSP90B1唾液酸化降低81%，联合放疗使PDX模型肿瘤体积缩小72%。机制上，该药物阻断ST3GAL4-HSP90B1-SURF4轴，导致错误蛋白累积和ROS升高。

这项研究首次阐明ST3GAL4-HSP90B1-SURF4轴通过调控ER应激决定TNBC放疗敏感性的分子机制。临床转化方面，血清SA可作为放疗疗效预测标志物，3Fax-NeuAc与放疗联用展现显著协同效应。值得注意的是，该研究揭示PERK通路具有"应激水平依赖性"激活特性——低水平错误蛋白时选择性激活ATF4，高水平时启动全面UPR反应，这为理解ER应激的层级调控提供新视角。未来需进一步探索其他唾液酸转移酶（如ST6GAL1）在肿瘤微环境调控中的作用，以及PERK条件性激活的分子开关机制。