GALNT14酶在ENO1蛋白的63位丝氨酸处对其进行O-糖基化修饰，通过增加ENO1蛋白的稳定性来促进三阴性乳腺癌的进展

《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》：O-glycosylation of ENO1 at serine 63 by GALNT14 promotes triple-negative breast cancer progression by enhancing ENO1 protein stability

　　

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  GALNT14在TNBC中上调并促进恶性进展。
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  ENO1是TNBC中GALNT14的一个新的功能性底物。
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  GALNT14介导ENO1的Ser63 O-GalNAc糖基化，以稳定ENO1蛋白。
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  GALNT14-ENO1糖基化轴为TNBC提供了潜在的治疗靶点。

引言

三阴性乳腺癌（TNBC）是最具侵袭性的乳腺癌亚型之一，其特征是缺乏雌激素受体（ER）、孕酮受体（PR）和人表皮生长因子受体-2（HER2）的表达[1]。由于缺乏有效的靶向治疗靶点，TNBC患者经常出现早期远处转移、高复发率和不满意的临床预后，这给疾病干预带来了巨大的挑战[2]。肿瘤蛋白的异常翻译后修饰是促进TNBC恶性表型的关键因素，其中由多肽 - 醛基半乳糖胺转移酶（GALNT）家族酶催化的黏蛋白型O-GalNAc糖基化在最近的癌症糖生物学研究中引起了越来越多的关注[3]。黏蛋白型O-GalNAc糖基化在高尔基体开始，将GalNAc单糖转移到底物蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基上，可以调节底物蛋白的折叠、稳定性和亚细胞定位以及蛋白-蛋白相互作用，从而参与肿瘤增殖、上皮-间质转化（EMT）、转移和耐药性[4]。累积证据表明，多种GALNT异构体的表达失调与乳腺癌的恶性进展密切相关，而在转移性TNBC组织中广泛检测到O-GalNAc糖基化的改变，这些改变与不良临床结果密切相关[5],[6]。

GALNT14是GALNT家族中的一个重要成员，它编码一种定位于高尔基体的糖基转移酶，可启动黏蛋白型O-GalNAc糖基化[7]。在GALNT家族成员中，GALNT14在乳腺癌生物学中特别受到关注：高水平的GALNT14表达与肺特异性转移潜能相关，GALNT14通过TGF-β依赖的上皮-间质转化促进乳腺癌细胞的侵袭和迁移[8]。然而，这些研究并未识别出GALNT14的直接底物，以及GALNT14依赖的O-GalNAc糖基化驱动乳腺癌进展的细胞内在机制仍未解决。除了乳腺癌，GALNT14在多种人类恶性肿瘤中都异常上调，其单核苷酸多态性可作为胃肠道肿瘤化疗疗效的预测生物标志物[7]。从机制上讲，GALNT14通过将O-GalNAc糖基团添加到目标底物的特定丝氨酸/苏氨酸残基上来发挥致癌作用：例如，GALNT14在PHB2的Ser161位点上的糖基化抑制了PHB2的泛素-蛋白酶体依赖性降解，增加了PHB2蛋白的丰度并激活了下游的致癌信号通路，从而促进肝细胞癌的增殖和耐药性[9]。这些研究中的一个共同发现是，GALNT14依赖的O-GalNAc糖基化通过保护肿瘤蛋白免受蛋白酶体降解来稳定它们[10]。考虑到TNBC是一种侵袭性亚型，且缺乏可作用的靶点，而像Tn抗原这样的异常O-糖基化特征在转移性TNBC组织中十分丰富[5]，阐明TNBC中由GALNT14驱动的糖基化轴不仅可能揭示新的TNBC进展驱动因素，还能找到潜在的治疗脆弱性。然而，GALNT14在TNBC中的直接功能底物仍然大部分尚未被表征，GALNT14依赖的O-GalNAc糖基化如何重新调控肿瘤蛋白稳态以驱动TNBC进展仍需实验验证[10]。

α-烯醇酶1（ENO1）是一种限速的糖酵解酶，在有氧糖酵解过程中（Warburg效应）催化2-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇丙酮酸[11]。除了其经典的代谢功能外，ENO1还表现出多种非代谢活性，参与转录调控、免疫调节和肿瘤恶性转化[3]。生物信息和临床队列分析表明，ENO1在TNBC中显著过表达，高水平的ENO1表达预示着基底亚型乳腺癌患者无复发生存期、无远处转移生存期和总生存期的不良[3]。现有研究报道了ENO1的多种翻译后修饰，包括磷酸化、乙酰化、甲基化和O-GlcNAcylation[12]。值得注意的是，由OGT催化的O-GlcNAcylation是ENO1的一种细胞内单糖修饰：T19位的O-GlcNAcylation增强了ENO1的二聚化和糖酵解酶活性，而S249位的O-GlcNAcylation破坏了ENO1与PD-L1的相互作用，从而稳定了PD-L1并介导了结直肠癌的免疫逃逸[13]。然而，O-GlcNAcylation属于胞质/核型O-连接的糖基化，与由GALNT家族转移酶修饰的高尔基体驻留的黏蛋白型O-GalNAc糖基化在生化性质上有所不同[4],[14]。到目前为止，尚无证据表明ENO1是否经历了黏蛋白型O-GalNAc糖基化，以及这种修饰在TNBC中的生物学后果。

总体而言，这些观察结果表明GALNT14是乳腺癌中一个具有功能意义的糖基转移酶，并强调了确定其在TNBC中的底物的重要性，因为TNBC是最迫切需要新治疗靶点的亚型。鉴于GALNT介导的O-GalNAc糖基化经常保护癌基因底物免受泛素-蛋白酶体降解并提高癌蛋白的稳定性[10],[14]，我们假设GALNT14可能在ENO1的丝氨酸残基上催化O-GalNAc糖基化修饰，防止ENO1蛋白降解，维持高水平的ENO1蛋白丰度，从而加速TNBC的增殖和转移进展。在本研究中，我们确定了ENO1是GALNT14的一个新的功能底物。我们验证了GALNT14在ENO1的Ser63位点上介导O-GalNAc糖基化。这种特定的糖基化修饰阻断了ENO1的泛素-蛋白酶体依赖性降解，维持了ENO1蛋白的稳定性，并进一步促进了TNBC细胞的有氧糖酵解以及恶性增殖和侵袭。总之，我们的发现揭示了TNBC中一个先前未被认识的翻译后调控轴GALNT14-ENO1 Ser63 O-GalNAc糖基化，为理解糖生物学驱动的TNBC进展提供了新的机制见解，并为三阴性乳腺癌的治疗干预提供了潜在的候选靶点。

章节片段

材料与方法

本研究已得到上海程曦生物科技有限公司伦理委员会的审核和批准。所有动物实验方案均得到了上海程曦生物科技有限公司动物伦理委员会的批准（批准编号：CX052602206），动物操作遵循苏州大学第一附属医院的ARRIVE指南。人类样本实验按照《赫尔辛基宣言》的原则进行。

GALNT14在TNBC临床标本中显著上调

为了筛选参与TNBC进展的潜在驱动基因，我们基于包含160个TNBC组织和113个正常乳腺组织的TCGA数据集进行了差异基因表达分析。火山图显示了TNBC和正常乳腺组织之间大量差异表达的基因（补充图1A）。这些失调基因的整体表达模式在热图中进行了可视化（补充图1B）。进一步的GO和KEGG富集分析揭示了多个

讨论

三阴性乳腺癌是一种高度侵袭性的乳腺癌亚型，缺乏ER、PR和HER2的表达，有效的靶向治疗选择对TNBC患者仍有限[15]。肿瘤蛋白的异常翻译后修饰是TNBC进展的关键驱动因素，其中由GALNT家族酶催化的高尔基体启动的黏蛋白型O-GalNAc糖基化在肿瘤糖生物学研究中引起了越来越多的关注[4],[16]。越来越多的证据表明

知情同意和患者详情

已从所有参与者或其法定代表处获得了参与研究和发表文章的书面知情同意。参与者的隐私权得到了尊重。

人类和生物材料

本研究包括了器官或组织捐赠者。本研究使用了人类生物材料，并获得了捐赠者或其近亲或法定代表的同意，用于本研究及文章的发表。本研究中使用的样本并非来自执行

资金

不适用。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

不适用。

万玉秋|兰静|周玉辉|史阳