N-糖链β1,6分支结构调控人乳腺上皮细胞-间充质细胞转换（EMT)的作用及分子机制研究

细胞膜表面蛋白的糖基化改变是肿瘤细胞的一个普遍特征，其中经N-乙酰氨基葡萄糖转移酶V(GnT-V)的催化形成的N-糖链β1,6分支结构与肿瘤的发生发展及转移密切相关。上皮细胞-间质细胞转换（EMT）是指上皮细胞在形态学上发生成纤维或间充质细胞表型的转变，是表皮肿瘤发生和侵袭转移的重要环节。已有报道GnT-V基因敲除的小鼠乳腺肿瘤仍维持表皮形态。我们前期研究也发现过量的β1,6分支结构可促进肝癌细胞迁移和侵袭，其中可能涉及EMT。但目前尚无直接证据证实β1,6分支的增多可促进EMT，也无相关分子机制研究。本课题旨研究细胞表面N-糖链β1,6分支结构的改变是否会在人乳腺表皮肿瘤细胞的EMT中发挥作用；并深入研究EMT相关机制及下游分子和信号通路，以探讨通过调控细胞表面N-糖链β1，6分支含量来拮抗TGF-β介导的肿瘤细胞EMT和侵袭转移作用，对于降低乳腺癌侵袭有重要的理论意义和潜在应用价值。

肿瘤的侵袭和转移是导致患者死亡的重要原因。EMT使上皮来源的肿瘤细胞失去细胞极性，减弱细胞间黏附能力，转化成侵袭性更强的间质样细胞，是肿瘤发生侵袭和转移的关键事件之一。GnT-V是与肿瘤侵袭和转移密切相关的重要糖基转移酶之一。GnT-V催化了GlcNAc β1,6分支N-聚糖结构的形成。据报道，GnT-V在肺癌中低表达，且与预后不良有关，但其促侵袭转移的机制尚不明了。本项目主要研究了GnT-V在人肺癌TGF-beta诱导的EMT行为发生中的作用及分子机制。.主要研究结果如下：1). GnT-V在肺癌组织和细胞株的表达水平及与肿瘤侵袭和转移以及EMT的发生呈负相关性；TGF-β1可以调控GnT-V表达及β1,6 分支的糖基化。2). 在肺癌模型中减弱GnT-V表达或使用小分子抑制剂，可促进TGF-β1诱导的细胞间质形态获得、上皮标志物E-cadherin的下调等EMT行为。3).利用过表达GnT-V的多种肺癌表皮细胞模型证实GnT-V对TGF-β1诱导肺癌细胞EMT具有抑制作用。而且此作用依赖于其糖基转移酶的催化活性。4).GnT-V抑制EMT的分子机理主要是通过拮抗TGF-β1诱导的Smad2/3的磷酸化作用、Smad2/3入核作用，以及抑制靶基因Snail、Slug表达。5). GnT-V可降低整合蛋白α5β1 N-聚糖结构的方式，并减弱TGF-β1诱导的整合蛋白α5亚基和β1亚基表达量增加以及FAK磷酸化水平的增加，从而可部分逆转TGF-β1诱导的细胞黏附、迁移、侵袭作用，此抑制作用也依赖于其酶催化活性。.本研究对临床上发现的在肺癌中GnT-V的高表达与预后不良的现象提供了一种可能的解释，并证实了GnT-V以及N-糖基化在肺癌细胞EMT行为中的抑制作用，探讨了可能参与其中的分子机制，对理解N-糖链分支结构在不同肿瘤类型中生物功能的特异性以及肺癌细胞的EMT行为具有一定的理论价值。