ST6GalNAcI 通过激活 E-钙粘蛋白/AKT 信号通路以及 SP1 介导的转录作用，促进卵巢癌的进展

《Tissue and Cell》：ST6GalNAcI Promotes Ovarian Cancer Progression by Activating E-cadherin/AKT Signaling and SP1-Mediated Transcription

研究阐明ST6GalNAcI通过SP1转录激活调控E-cadherin-AKT信号通路促进卵巢癌恶性表型，为靶向治疗提供依据。

　　

李云丽|王文彦|周秀芬|杨正勤|储慧慧

安徽医科大学第二附属医院妇产科，中国安徽省合肥市

摘要

目的

本研究旨在阐明ST6GalNAcI在卵巢癌进展中的生物学功能及其潜在的分子机制，重点关注其对E-钙粘蛋白修饰、下游信号通路以及上游转录调控的调节作用。

方法

利用癌症基因组图谱（TCGA）的RNA测序数据和免疫组化（IHC）技术，检测卵巢癌组织中ST6GalNAcI和E-钙粘蛋白的表达水平。体外实验包括构建ST6GalNAcI敲低（SKOV3）和过表达（A2780）细胞模型，并通过细胞计数试剂盒（CCK-8）、划痕实验和Transwell迁移实验进行功能分析。Western blot分析用于评估E-钙粘蛋白的表达和AKT信号通路的活性。通过异种移植模型对肿瘤生长和转移进行体内评估。利用双荧光素酶报告基因实验和染色质免疫沉淀（ChIP）-qPCR技术研究SP1与ST6GalNAcI启动子的结合情况。

结果

与正常组织相比，卵巢癌组织中ST6GalNAcI的表达显著升高，且与E-钙粘蛋白的表达呈负相关。ST6GalNAcI的过表达增强了细胞的增殖、迁移和侵袭能力，而敲低则逆转了这些效应。机制上，ST6GalNAcI通过调节E-钙粘蛋白的下调和AKT的激活形成了促转移信号轴。体内实验表明，ST6GalNAcI敲低可减少肿瘤负荷和转移结节。SP1被确定为ST6GalNAcI的直接转录激活因子，抑制SP1可消除ST6GalNAcI介导的恶性表型。

结论

ST6GalNAcI通过SP1介导的转录激活和E-钙粘蛋白-AKT信号通路促进卵巢癌的进展，这突显了其作为卵巢癌治疗靶点和生物标志物的潜力。

引言

卵巢癌是妇科恶性肿瘤中最主要的死亡原因，对女性健康和预期寿命产生了深远影响（Konstantinopoulos和Matulonis，2023）。这种恶性肿瘤具有异质性，包含多种组织学亚型，具有不同的临床行为和分子特征（Li等人，2023）。卵巢癌的复杂性给治疗和预后带来了重大挑战，因此需要更深入地了解其分子基础并开发针对性的治疗策略（Pan等人，2020）。

ST6GalNAcI（ST6）是一种唾液酸转移酶，在癌症的进展和转移中起着重要作用（Chen等人，2022）。该酶负责合成唾液酸-Tn（STn）抗原，这种碳水化合物结构在多种癌症中过度表达，包括胃癌和肺癌（Alvarez等人，2022）。STn抗原的存在与不良预后和恶性程度增加相关，因为它能增强肿瘤细胞的黏附、侵袭和免疫逃逸能力（Prendergast等人，2017）。ST6GAL1酶在糖基化过程中起关键作用，促进α2-6连接的唾液酸与糖蛋白和糖脂的末端结合。STn抗原的表达通常与ST6GalNAcI的表达相关或由ST6GalNAcI诱导，在多种结直肠癌、胃癌和乳腺癌细胞系中均有发现（Fang等人，2017）。因此，针对唾液酸转移酶（如ST6GalNAcI）的抑制剂被研究作为潜在的治疗药物，旨在通过破坏糖基化途径来抑制肿瘤生长和转移。这些抑制剂旨在减少唾液酸化抗原（如STn）的表达，从而降低癌细胞的免疫逃逸和转移能力（Drolez等人，2016）。

E-钙粘蛋白（也称为钙粘蛋白1）是上皮细胞黏附的关键分子，具有抑制细胞增殖和侵袭的作用（Li等人，2018）。它在维持上皮完整性方面起着关键作用，其下调常与上皮-间充质转化（EMT）相关，这一过程促进了癌细胞的侵袭和转移（Zhou等人，2011）。在卵巢癌背景下，E-钙粘蛋白表达的调控及其对肿瘤进展的影响非常复杂，涉及多条信号通路（Ehrlich等人，2002）。此外，E-钙粘蛋白与PI3K/Akt通路之间的相互作用还受到其他分子因素的复杂影响（Rea等人，2018）。例如，酪氨酸磷酸酶SHP2参与调节整合素/E-钙粘蛋白/ZEB1轴，从而促进上皮-间充质转化（EMT）并通过Akt通路增强卵巢癌细胞的运动性和侵袭性（Li等人，2025）。

最近的研究表明，ST6GalNAc在结直肠癌干细胞中过度表达，通过激活Akt通路促进其化疗耐药性（Deschuyter等人，2022）。值得注意的是，研究表明，在小鼠乳腺癌细胞系中诱导STn会导致形态改变、增殖受损以及在纤维连接蛋白和透明质酸基底上的迁移能力下降。先前的研究报道了糖链（如截短O-糖链和STn）水平升高与卵巢癌之间的关联（Wang等人，2021）。研究表明，转录因子SP1通过直接与ST6GalNAcI启动子相互作用并调节恶性表型，从而成为ST6GalNAcI表达的关键正向调控因子（Takashima等人，2000）。值得注意的是，ST6GalNAcI启动子缺乏典型的TATA/CAAT序列，但具有保守的SP1结合位点，SP1可通过染色质免疫沉淀（ChIP）实验直接结合（Kurosawa等人，1996）。SP1对E-钙粘蛋白表达具有双重调控作用，既能直接激活也能间接抑制。这种双重功能受细胞内信号通路和其他转录因子的复杂调节（Xie等人，2024）。在生理条件下，SP1直接结合E-钙粘蛋白编码基因CDH1的启动子，在维持基础E-钙粘蛋白转录和确保上皮组织稳定性方面起关键作用（Lee等人，2018）。然而，ST6GalNAc在卵巢癌上皮-间充质转化（EMT）中的具体作用仍不完全清楚。

本研究通过使用临床样本、细胞实验和动物模型，全面评估ST6GalNAcI对细胞增殖、迁移、侵袭和体内转移的影响，以探讨其作用和潜在机制。同时，我们还研究了其分子机制，特别关注E-钙粘蛋白/AKT信号通路和SP1介导的转录调控网络。通过将ST6GalNAcI确定为潜在的治疗靶点，本研究为开发新型卵巢癌靶向策略提供了实验基础。

部分摘录

伦理声明

所有动物实验必须遵守ARRIVE指南，并按照英国《1986年动物（科学程序）法案》及其相关指南、欧盟2010/63/EU动物实验指令或美国国立卫生研究院（NIH）《实验室动物护理和使用指南》（NIH出版物第8023号，1978年修订版）进行。此外，所有动物研究均严格遵循相关法规和指南。

卵巢癌转移的临床验证与ST6GalNAcI表达和E-钙粘蛋白唾液酸化水平相关

为了研究ST6GalNAcI在卵巢癌中的临床相关性，我们首先使用TCGA的RNA测序数据分析了其转录表达情况。如图1A所示，卵巢癌组织（n = 426）中的ST6GalNAcI表达水平（log? TPM + 1）显著高于正常卵巢组织（n = 88）（P < 0.05）。

通过免疫组化（IHC）验证了临床标本中ST6GalNAcI和E-钙粘蛋白的蛋白质表达模式。

讨论

卵巢癌是一种常见且高度致命的妇科恶性肿瘤，对全球健康造成了重大负担（Li等人，2023；Zhang等人，2020）。我们的生物信息学分析显示，卵巢癌组织中ST6GalNAcI的表达存在差异。对临床标本的进一步分析证实了ST6GalNAcI的上调以及来自卵巢癌患者外周血的癌细胞中E-钙粘蛋白的下调。

结论

总之，本研究阐明了ST6GalNAcI作为卵巢癌恶性转化的关键调节因子的作用，表明它通过SP1介导的转录激活和随后的E-钙粘蛋白-AKT信号通路促进细胞的增殖、迁移和侵袭。这些结果突显了ST6GalNAcI作为卵巢癌有价值的生物标志物和治疗靶点的潜力。

利益冲突声明

作者声明在研究、撰写和/或发表本文过程中没有潜在的利益冲突。

作者贡献

李云丽（YLL）和王文彦（WYW）设计了本研究。徐芳芝（XFZ）和周正勤（ZQY）整理数据、设计并开发数据库、进行数据分析。李云丽（YLL）和何海春（HHC）进行了实验并撰写了初稿。所有作者参与了终稿的修订。所有作者都阅读并批准了最终稿件。

资助

国家自然科学基金青年基金（项目编号：81100412）；安徽省自然科学基金一般项目（项目编号：2008085MH283）；六安市科技计划项目（项目编号：2024lakj011）。

作者声明

所有作者确认本文为原创作品，未曾在其他地方发表，目前也没有其他符合作者资格但未列出的个人参与撰写。因此，不存在利益冲突。

作者明确表示，通讯作者是编辑过程中的唯一联系人。

作者贡献声明

周秀芬（Xiufen Zhou）：软件开发、项目管理和资金筹集。杨正勤（Zhengqin Yang）：软件开发、资金筹集。王文彦（Wenyan Wang）：初稿撰写、项目管理和研究设计。储慧慧（Huihui Chu）：审稿与编辑、软件开发和项目管理。李云丽（Yunli Li）：审稿与编辑、软件开发和概念构思。