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ST6Gal I为可识别二型糖链的半乳糖残基末端,以α2,6-连接方式连接唾液酸形成siaα2-6 Gal-β1-4 GlcNAc-R糖链结构的α2,6-唾液酸转移酶,在多种转移肿瘤中表达异常。研究表明在90%的结肠癌细胞中存在ST6Gal I的特异性高表达,此种现象与肿瘤细胞的转移能力增强与预后不良密切相关。因此ST6Gal I介导的过唾液酸化是结肠癌细胞转移增强的重要因素。虽然ST6Gal I表达异常影响肿瘤转移早已为人所知,但是对于ST6Gal I通过何种机制引起此现象依然没有定论。本研究通过构建稳定高表达ST6Gal I的结肠癌细胞HCT116,分析其与转移相关的粘附、迁移、侵袭能力变化特性,以期在ST6Gal I引发肿瘤转移的机制研究方面有所发现。
ST6Gal I通过对细胞表面蛋白进行α2,6-唾液酸修饰,调节蛋白分子功能来发挥作用。但是对于ST6Gal I通过何种靶蛋白分子发挥作用现在所知甚少。现阶段研究得最为透彻的ST6Gal I靶蛋白分子为β1 integrin。以往研究表明,β1integrin分子表面为ST6Gal I修饰的2α,6-唾液酸结构含量的改变可影响分子与细胞外基质的结合能力,同时ST6Gal I的表达变化还会引起β1 integrin的翻译后修饰,引起其在细胞表面含量的改变,进而改变细胞粘附能力,引起细胞侵袭迁移能力变化。但是在我们的研究中发现,HCT116细胞中高表达ST6Gal I后细胞的粘附能力没有变化,而绌胞表现出的迁移与侵袭能力依然有明显的增高。同时SNA免疫沉淀试验与western blot结果表明,高表达ST6Gal I的HCT116细胞中β1 integrin表面的α,2,6-唾液酸结构含量及下游FAK-Paxillin信号通路都没有改变。表明β1 integrin在ST6Gal I引起的HCT116迁移侵袭能力增强中不发挥作用。应用ECM成分作为趋化剂,transwell试验结果表明HCT116细胞中ST6Gal I表达变化不改变细胞对ECM趋化运动能力。表明ST6Gal I不通过integrin家族而是通过其它未知机制调节细胞转移能力。
基质金属降解酶MMP2/9是可降解细胞外基质主要成分明胶的重要的糖蛋白分子。本文作者进一步观测ST6Gal I是否通过MMP2/9分子发挥功能。通过检测基质金属降解酶MMP2/MMP9的蛋白表达、分泌、与降解活性,发现MMP2/9分子在ST6Gal I高表达前后不发生改变,其相关蛋白也同样没有变化。上述结果显示ST6Gal I不通过调节基质降解阶段影响细胞侵袭能力。
为了深入研究ST6Gal I影响HCT116运动的机制,我们又进一步检测了ECM成分包被transwell上室,血清刺激介导的侵袭试验。结果表明HCT116细胞中ST6Gal I表达升高上调细胞侵袭运动能力不具有基质选择性,只与血清成分存在相关。提示HCT116细胞中ST6Gal I调节细胞运动的靶蛋白分子应是存在于细胞表面,可接受细胞外因子刺激,可为ST6Gal I修饰的特性。
应用SNA免疫沉淀法检测一系列在结肠癌中表达异常,可感受刺激因子刺激的膜蛋白,结果显示c-met为可被ST6Gal I修饰的靶蛋白。系统检测ST6GalI表达变化对c-met的影响。采用HGF诱导迁移试验与流式细胞仪检测表明,ST6Gal I对c-met进行α2,-唾液酸修饰后通过改变c-met上膜成熟影响细胞迁移,此作用在ST6Gal I的RNA干扰所致表达降低情况下表现更为明显。检测c-met下游信号通路,发现ST6Gal I通过c-met影响细胞运动,可通过影响STAT3分子705位点的磷酸化来实现。
综上所述,本研究系统检测了ST6Gal I高表达对HCT116细胞转移能力的影响。通过对粘附、侵袭、迁移三个阶段进行分析,发现了ST6Gal I通过c-met分子调控细胞运动的新机制。