綜述 龔戀 審校

全球腫瘤發(fā)病率和死亡率均迅速增長，已成為人類延長預(yù)期壽命的最大障礙［1］。隨著科學(xué)進步，腫瘤的診療技術(shù)雖在諸多方面取得重大進展，但腫瘤多藥耐藥性（multidrug resistance，MDR）仍為臨床治療掣肘，是導(dǎo)致腫瘤患者預(yù)后不良及高死亡率的主要原因之一。MDR是指腫瘤細胞對具有不同結(jié)構(gòu)和作用機制的化療藥物的耐藥性［2］。MDR 通過多種機制產(chǎn)生，如能量依賴性外排蛋白的過表達，藥物吸收減少、細胞凋亡的抑制、DNA損傷修復(fù)、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、藥物靶標的增加或改變、細胞周期的改變等［3］。糖基化是最重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾之一，超過80%人類蛋白質(zhì)可被糖基化修飾。研究表明，蛋白糖基化異常與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及化療耐藥等惡性表型緊密相關(guān)［4］。闡明蛋白糖基化修飾與腫瘤MDR 之間的分子機制，有望為逆轉(zhuǎn)腫瘤的MDR提供理論依據(jù)。本文對蛋白糖基化修飾及其在惡性腫瘤MDR 中的分子機制進行綜述。

1 蛋白糖基化修飾

蛋白糖基化修飾是指在糖基轉(zhuǎn)移酶（glycosyl?transferase，GT）作用下將糖類轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)，并與蛋白質(zhì)上的氨基酸殘基形成糖苷鍵的過程。根據(jù)糖苷鍵不同，可將蛋白質(zhì)糖基化分為：N-糖基化（N-glyco?sylation）、O-糖基化（O-glycosylation）、糖基磷脂酰肌醇化（glycophosphatidylinositol）以及C-甘露糖基化（C-mannosylation），其中N-糖基化及O-糖基化是最主要的修飾類型［5］。

1.1 N-glycosylation

N-聚糖是指由N-乙酰氨基葡萄糖（N-acetylglu?cosamine，GlcNAc）通過β-1 糖苷鍵連接到天冬酰胺殘基側(cè)鏈氮原子上的過程。N-聚糖分支由2 個GlcNAc 殘基和3 個甘露糖殘基組成核心五糖，該結(jié)構(gòu)與磷酸二氫乙醇酯相連后翻轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔側(cè)，在其中加入單糖以形成14 糖鏈。寡糖基轉(zhuǎn)移酶（oligo?saccharyl transferase，OST）將該糖鏈添加到天冬酰胺殘基，新生的糖-蛋白結(jié)合物在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)質(zhì)控后移至高爾基體加工成熟。

1.2 O-糖基化

O-糖基化是指絲氨酸/蘇氨酸/酪氨酸的羥基共價連接碳水化合物殘基的過程。O-糖基化根據(jù)與蛋白質(zhì)連接的初始聚糖進一步細分為黏蛋白型O-糖基化和O-乙酰氨基葡萄糖糖基化（O-GlcNAcylation）。黏蛋白型O-糖基化在高爾基體中通過多肽N-乙酰半乳糖胺基轉(zhuǎn)移酶（polypeptide N-acetylgalactosamin?yltransferase，GALNT）將N-乙酰半乳糖胺（N-acetyl?galactosamine，GalNAc）殘基從尿苷5'-二磷酸-N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GalNAc）轉(zhuǎn)移到絲氨酸或蘇氨酸殘基以產(chǎn)生Tn 抗原［6］，Tn 抗原可被唾液酸化為唾液酸-Tn抗原（sTn），導(dǎo)致糖鏈過早終止伸長。然而，O-GlcNAcylation不易在高爾基體中發(fā)生［7］，而是通過N-乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶（O-GlcNAc transferase，OGT）和N-乙酰氨基葡萄糖水解酶（O-GlcNAcase，OGA）來調(diào)控單個O-GlcNAc殘基的可逆添加［8］。

2 蛋白糖基化修飾與腫瘤MDR

蛋白翻譯后的糖基化修飾已被證實可通過多種途徑介導(dǎo)腫瘤MDR的產(chǎn)生。

2.1 調(diào)控藥物轉(zhuǎn)運與吸收

ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白（ATP binding cassette trans?porter，ABC）是一種廣譜藥物外排泵，包括乳腺癌耐藥蛋白（breast cancer resistance protein/ATP-binding cassette subfamily G member 2，BCRP/ABCG2），糖蛋白（ATP-binding cassette sub-family B member 1/Pglycoprotein，ABCB1/P-gp）和MDR 相關(guān)蛋白（multi?drug resistance-associated protein，MRP）等。Beretta等［9］研究發(fā)現(xiàn)，降低卵巢癌細胞中MRP1 和MRP4 的N-糖基化修飾水平可導(dǎo)致奧沙利鉑和順鉑蓄積，從而增加腫瘤細胞的化療敏感性。GnT-V則可通過促進人類平衡型核苷轉(zhuǎn)運蛋白1的N-糖基化及轉(zhuǎn)運活性來增強膀胱癌T24細胞對吉西他濱的攝?。?0］。N-糖基化抑制劑衣霉素下調(diào)ABCG2 的N-糖基化修飾水平后，不僅能減少多種肝癌細胞系對順鉑的外排［11］，還能增加頭頸癌IMC-3和KB耐藥細胞系的順鉑敏感性［12］?？囫R豆素被報道可通過抑制ABCB1的N-糖基化水平來下調(diào)ABCB1 蛋白表達，從而增加艾氏腹水癌細胞對順鉑的化療敏感性［13］?？囫R豆素還可通過抑制結(jié)腸癌細胞中的N-聚糖水平來影響5-氟尿嘧啶代謝酶的表達從而促進腫瘤細胞對藥物的吸收與代謝，增加腫瘤細胞對5-氟尿嘧啶的敏感性［14］，O-糖基化的黏蛋白過表達可以產(chǎn)生空間位阻和掩蓋表面抗原，減少胰腺癌細胞對5-氟尿嘧啶的吸收［15］。

2.2 調(diào)節(jié)細胞凋亡途徑

腫瘤細胞往往可以通過逃避藥物誘導(dǎo)的細胞凋亡來產(chǎn)生化療抗性。OGT 通過抑制凋亡調(diào)節(jié)因子的表達來降低腫瘤細胞的凋亡水平，從而導(dǎo)致胃癌及肝癌對5-氟尿嘧啶耐藥［16］。Shen 等［17］研究發(fā)現(xiàn)，β-1，3-N-乙?；被咸烟前被D(zhuǎn)移酶8通過促進結(jié)腸癌SW620細胞中N-聚糖支鏈聚乳糖胺的生物合成來抑制5-氟尿嘧啶介導(dǎo)的細胞凋亡從而導(dǎo)致耐藥。Kanwal等［18］研究表明，乳腺癌MCF-7細胞可通過O-糖基化修飾來抑制雌激素受體α表達，從而逃逸他莫昔芬誘導(dǎo)的細胞凋亡。α-2，6 唾液酸轉(zhuǎn)移酶（α-2，6 sialyltransferase，ST6Gal-1）過表達可抑制順鉑和5-氟尿嘧啶所誘導(dǎo)的胃癌細胞凋亡［19］，而下調(diào)其表達則可增加卵巢癌細胞中順鉑誘導(dǎo)的細胞凋亡［20］。抑制N-糖基化也被報道不僅能增加多種化療藥物所致胃癌耐藥細胞的凋亡［21］，還可通過細胞周期停滯和促進凋亡來提高Her-2 過表達的乳腺癌細胞對曲妥珠單抗的敏感性［22］。Wagner等［23］研究表明，GALNT14可催化非小細胞肺癌和胰腺癌中死亡受體O-糖基化來激活凋亡通路，增加腫瘤細胞對索拉非尼及5-氟尿嘧啶的敏感性。

2.3 DNA損傷修復(fù)

黏蛋白（mucin，MUC）是一類具有高度O-糖基化修飾的糖蛋白。MUC1 被證實可通過減少DNA 損傷來導(dǎo)致結(jié)腸癌HCT116 細胞及肺腺癌A549 細胞的順鉑耐藥性［24］。沉默MUC13 可抑制NF-κB 信號通路，增加不同化療藥誘導(dǎo)的DNA 損傷，從而增加結(jié)腸癌細胞的化療敏感性［25］。此外，ST6Gal-1 可促進腫瘤壞死因子受體1的唾液酸化，從而減少吉西他濱所致的DNA損傷，進而導(dǎo)致胰腺癌細胞的化療抵抗［26］。

2.4 其他

β1-整聯(lián)蛋白（β1-integrin）的N-糖基化可促進乳腺癌SKBR-3 細胞EMT 進程進而導(dǎo)致其對曲妥珠單抗（和拉帕替尼）耐藥［27］，鳥苷酸結(jié)合蛋白β多肽2樣蛋白1（guanine nucleotide-binding protein subunit Beta 2-like 1，GNB2L1）的O-糖基化修飾則可促進EMT進程來導(dǎo)致胃癌MDR［28］。分子靶標表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）的唾液酸化可抑制卵巢癌中吉非替尼介導(dǎo)的細胞死亡［29］，而抑制EGFR 的N-糖基化可逆轉(zhuǎn)非小細胞肺癌對EGFR-酪氨酸激酶抑制劑的抗性［30］。DNA去甲基酶的O-糖基化修飾可激活核因子E2相關(guān)因子2的活性導(dǎo)致結(jié)腸癌細胞對5-氟尿嘧啶產(chǎn)生抗性［31］。巖藻糖基化是N-聚糖及黏蛋白末端的另一種修飾，巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶4（fucoidyltransferase 4，F(xiàn)UT4）過表達可促進乳腺癌T47D細胞的MDR［32］。

3 展望

糖基化作為蛋白翻譯后修飾的重要手段之一，參與腫瘤細胞對化療藥物的泵出、攝入及吸收代謝，細胞凋亡、DNA 損傷修復(fù)、EMT 等多種腫瘤耐藥機制。雖然體外實驗已證明糖基化抑制劑可逆轉(zhuǎn)腫瘤MDR，但需要更多的體內(nèi)實驗及針對腫瘤患者的臨床多階段試驗證明其有效性及安全性。糖基化蛋白作為相關(guān)靶點的臨床應(yīng)用仍具挑戰(zhàn)性。深入探究蛋白糖基化修飾與腫瘤MDR的分子機制能為開發(fā)新的腫瘤分子靶標、腫瘤臨床療效評估、逆轉(zhuǎn)腫瘤相關(guān)MDR提供更好的策略。