脂肪酸合酶O-GlcNAc糖基化修饰通过T980位点调控其亚细胞定位及促肝癌功能的机制研究

推荐：本研究针对肝癌中脂肪酸合酶(FASN)过度激活的调控机制，通过质谱鉴定发现S595/T980两个关键O-GlcNAc修饰位点。研究人员采用位点突变、细胞分馏、Native-PAGE等技术，首次揭示T980位点糖基化通过稳定FASN二聚体、维持膜定位及酶活性，促进肝癌细胞脂质合成和周期进程，为靶向FASN的肝癌治疗提供新策略。

　　

肝脏作为人体代谢中枢，其癌变过程与脂质代谢紊乱密切相关。近年来，肝癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）全球发病率持续攀升，已成为癌症相关死亡的第三大原因。在这种恶性疾病中，脂肪酸合酶（Fatty Acid Synthase, FASN）的异常高表达尤为引人注目——这个分子量高达273 kDa的"巨型"酶分子，能够将乙酰-CoA、丙二酰-CoA和NADPH,H⁺转化为长链脂肪酸，不仅为癌细胞提供膜构建原料，还通过脂滴储存能量，更参与蛋白棕榈酰化等关键过程。然而，这个在肝癌中过度活跃的"代谢引擎"究竟如何被精准调控，特别是其翻译后修饰如何影响功能，始终是领域内亟待破解的科学谜题。

法国里尔大学（Université de Lille）EGID研究所的Dimitri Vanauberg等研究者将目光投向了O-GlcNAc糖基化（O-linked β-N-acetylglucosaminylation）——这种将单个N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）动态添加到蛋白质丝/苏氨酸残基的修饰方式，因其营养感应特性被称为"细胞的代谢传感器"。团队前期工作已发现FASN与O-GlcNAc转移酶（OGT）在肝癌中存在物理互作，但具体修饰位点及其功能影响仍是未解之谜。这项发表在《Journal of Biological Chemistry》的研究，通过多学科技术联用，首次绘制出FASN的O-GlcNAc修饰图谱，并揭示T980位点作为"分子开关"调控FASN多维度功能的精巧机制。

研究人员采用GC-FID脂肪酸分析、LC-MS/MS修饰位点鉴定、位点定向突变、细胞分馏、Native-PAGE、脂滴染色等技术体系，在HepG2和Hep3B肝癌细胞模型中展开系统研究。质谱分析锁定S595和T980两个保守修饰位点后，通过构建3xFlag-FASN野生型及S595A/T980A突变体，结合WGA凝集素富集实验验证糖基化状态。

研究结果显示，下调整体O-GlcNAc水平可显著减少棕榈酸（C16:0）等脂肪酸产量，而抑制OGA酶则产生相反效应。在机制层面，T980A突变导致FASN出现"多米诺骨牌"式功能坍塌：蛋白总量降低57%、膜定位减少63%、二聚体/单体比例骤降82%，且cycloheximide追踪实验显示半衰期明显缩短。这些缺陷直接转化为功能异常——突变体转染细胞的脂滴数量较野生型减少45%，克隆形成能力和G2/M期细胞比例显著下降。值得注意的是，AlphaFold3结构预测显示T980位于二聚体界面附近，其糖基化可能通过空间位阻稳定复合物构象。

该研究首次阐明FASN的T980-O-GlcNAc修饰通过三重调控轴（表达稳定性→亚细胞定位→酶活维持）促进肝癌进展。这一发现不仅为理解营养感应与脂代谢的交叉调控提供新范式，更提示靶向T980的特异性抑制剂可能成为打破肝癌"脂质成瘾"的新武器。鉴于O-GlcNAc循环与糖尿病、肥胖等代谢疾病的密切关联，该成果也为代谢异常相关肿瘤的防治策略开辟了崭新视角。