综述:靶向肿瘤相关炎症中的O-GlcNAc糖基化修饰:从分子机制到癌症治疗

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology 5.5

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了O-连接N-乙酰葡糖胺化(O-GlcNAcylation)通过调控炎症信号通路(如NF-κB)、肿瘤微环境(TME)中免疫细胞(如TAMs)功能及代谢重编程促进肿瘤进展的机制,为开发靶向O-GlcNAc循环(OGT/OGA)的癌症治疗策略提供理论依据。

  

O-GlcNAcylation:一种特殊的糖基化修饰
O-连接N-乙酰葡糖胺化(O-GlcNAcylation)是区别于传统糖基化的可逆蛋白质翻译后修饰(PTM),动态调控3000余种核质蛋白的功能。其通过己糖胺生物合成途径(HBP)利用葡萄糖代谢产物UDP-GlcNAc作为底物,由O-乙酰葡糖胺转移酶(OGT)和O-乙酰葡糖胺酶(OGA)双向调控。这种"营养感受器"机制在肿瘤中异常活跃,驱动癌细胞的增殖与转移。

肿瘤微环境中的炎症风暴
慢性炎症与癌症发生存在"双刃剑"关系。损伤相关分子模式(DAMPs)激活模式识别受体(PRRs)后,促炎因子(如IL-6、TNF-α)在肿瘤微环境(TME)中形成正反馈循环。值得注意的是,癌细胞通过瓦氏效应(Warburg effect)产生大量乳酸,不仅促进M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)极化,还通过HIF-1α稳定化加速血管新生。

O-GlcNAcylation与炎症信号通路的串扰
关键发现显示,O-GlcNAcylation通过多重机制调控NF-κB通路:

  1. 直接修饰IKKβ的Ser733位点增强其激酶活性
  2. 稳定IκBα的O-GlcNAc修饰延缓其降解
  3. 促进p65/p50二聚体核转位
    此外,该修饰还通过STAT3和MAPK通路协调炎症-肿瘤转化,形成"代谢-表观遗传-免疫"调控网络。

TME中炎症相关细胞的糖基化调控
• 巨噬细胞:OGT敲除使TAMs向促炎M1型转化
• T细胞:O-GlcNAcylation抑制Treg细胞Foxp3的转录活性
• 中性粒细胞:通过GLUT1上调增强NETosis过程
单细胞测序证实,肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的O-GlcNAc水平与PD-1表达呈正相关,提示其参与免疫检查点调控。

靶向OGT:癌症治疗新策略
临床前研究表明:

  • OGT抑制剂ST045849可抑制三阴性乳腺癌肺转移
  • 靶向OGT的siRNA纳米颗粒增强PD-1抗体疗效
  • 血清O-GlcNAc水平与结直肠癌分期呈正相关(AUC=0.82)
    但需注意全身性OGT抑制可能导致神经毒性,未来需开发肿瘤特异性递送系统。

展望与挑战
尽管O-GlcNAcylation在肿瘤炎症中的机制研究取得进展,仍存在时空动态解析不足、动物模型转化差距等问题。结合空间转录组和O-GlcNAc蛋白质组学的多组学分析,将为精准治疗提供新靶点。值得注意的是,靶向该通路的药物需与现有疗法(如免疫检查点抑制剂)进行合理联用设计。

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