GALNT5通过PI3K/Akt/ABCC1轴促进结直肠癌的进展及化疗耐药性

《Journal of Cancer Research and Clinical Oncology》：GALNT5 drives colorectal cancer progression and chemoresistance via PI3K/Akt/ABCC1 axis

　　

摘要

背景

多肽N-乙酰半乳糖胺转移酶5（GALNT5）属于GALNT酶家族，已被认为与多种恶性肿瘤的发病机制有关。然而，它在结直肠癌（CRC）进展中的确切作用，以及其对FOLFOX化疗方案中的奥沙利铂和5-氟尿嘧啶产生耐药性的影响，目前仍不完全清楚。本研究旨在阐明GALNT5在CRC发病机制及化疗耐药性中的作用。

方法

通过整合生物信息学分析、RNA测序（RNA-Seq）、RT–qPCR和西方印迹法来检测CRC细胞系中GALNT5的表达情况。通过长期暴露于相应药物，分别建立了对奥沙利铂（LoVo/L）或5-氟尿嘧啶（LoVo/5FU）具有耐药性的同源CRC亚系。利用RNA-Seq识别受GALNT5调控的下游信号通路及效应基因。通过VVL凝集素拉down实验确认GALNT5能够介导EGFR的O-GalNAc糖基化作用——而EGFR是PI3K/Akt信号通路的上游激活因子。此外还通过CCK-8和Transwell实验检测细胞的增殖、凋亡和侵袭能力。使用PI3K激动剂740Y-P来研究PI3K通路的作用，同时在体外和体内检测下游效应蛋白ABCC1的表达变化。

结果

与正常结肠上皮细胞系NCM460相比，CRC细胞系中的GALNT5表达显著升高。敲低GALNT5可显著抑制CRC细胞系的增殖和侵袭能力，同时促进其凋亡，这一效应在普通CRC细胞和化疗耐药细胞中均存在。沉默GALNT5能提高耐药细胞对奥沙利铂（L-OHP）和5-氟尿嘧啶（5FU）的敏感性，而当PI3K通路被激活时，这种敏感性又会恢复，表明PI3K/Akt轴参与了这一过程。从机制上来看，GALNT5是通过使EGFR发生O-GalNAc糖基化来激活PI3K/Akt轴的。此外，在体外和体内环境中，去除GALNT5都会导致多药耐药相关蛋白ABCC1的表达下降。

结论

GALNT5通过促进EGFR的O-GalNAc糖基化进而激活PI3K/Akt通路，推动CRC的恶性发展；同时通过上调ABCC1的表达，使细胞对奥沙利铂和5-氟尿嘧啶产生耐药性。这些发现表明，GALNT5可能成为诊断CRC的生物标志物，也是克服CRC化疗耐药性的重要治疗靶点。