Nature：癌细胞的“糖衣炮弹”信号
2014-07-21 koo 生物360
细胞的细胞膜是细胞与外界环境交换信息的一个信号界面，这一结构由脂质和蛋白组成，后者包含有跨膜蛋白和脂质蛋白，通过共价键进一步修饰，添加糖能形成糖蛋白。癌细胞比健康细胞糖蛋白的水平更高，如mucin-1，个别糖蛋白还可以传递环境信号，直接促进恶性肿瘤发生。糖蛋白也能相互组织，形成糖萼（glycocalyx）。近期在这一方面，来自康奈尔大学的研究人员发现了这种包被在细胞膜上的蛋白的物理特征是如何调控细
细胞膜上覆盖有一层共轭糖蛋白，最新一项研究发现这层“糖衣”的物理特征在癌细胞中更为明显，能调控肿瘤转移过程中癌细胞的生存。
细胞的细胞膜是细胞与外界环境交换信息的一个信号界面，这一结构由脂质和蛋白组成，后者包含有跨膜蛋白和脂质蛋白，通过共价键进一步修饰，添加糖能形成糖蛋白。
癌细胞比健康细胞糖蛋白的水平更高，如mucin-1，个别糖蛋白还可以传递环境信号，直接促进恶性肿瘤发生。糖蛋白也能相互组织，形成糖萼（glycocalyx）。近期在这一方面，来自康奈尔大学的研究人员发现了这种包被在细胞膜上的蛋白的物理特征是如何调控细胞表面受体的聚集，以及由此影响细胞内的信号途径，导致癌症转移。
众所周之，癌症细胞具有正常细胞所没有的一些蛋白，这些蛋白随着一类与糖分子结构和数量的改变而改变，这些蛋白与糖分子连接在一起。这里有一个名称叫做细胞糖萼，也就是覆盖细胞表面的一个糖蛋白或多糖层，细胞糖萼的组成通过组织分化和疾病等过程随细胞性质的变化而变化。
在这篇文章中，研究人员试图弄清癌细胞中糖萼组成的变化是否会影响癌症表现型，结果他们发现癌细胞上的大块糖萼将细胞膜推离它的环境，使其向内弯曲。这种改变使得细胞表面称之为整合素（integrins）的粘着受体（adhesion receptor）簇集在一起。整合素与环境中的蛋白质支架结合，调控了细胞的几乎一切——运动、变化和生长。
这种簇聚机制改变了细胞的正常信号，导致了不受控制的细胞生长和生存。研究人员发现具有厚糖衣的细胞能够更有效地通过整合素接受细胞生存信号。使得癌细胞能够在它们移植到远端器官之前在必须经过的各种组织和流体环境中生存，由此促进了癌症转移扩散。
临床研究显示，大型糖蛋白在来自侵袭性乳腺癌患者的循环肿瘤细胞上大量表达。这些发现表明，糖萼及其分子组分是以使跨膜受体信号传导正常化为目的的治疗干预的有吸引力的目标。
糖蛋白与癌症的故事很多，此前一项研究就通过检测一种特殊的糖分子结构达到诊断目的，这种特殊的糖分子结构与癌细胞表达的蛋白有关，或者说是癌细胞引起的宿主反应有关。
研究人员表示可以通过对这些糖分子变化的检测来建立一种新的癌症诊断技术。他们观察的所有癌症患者血清中与蛋白连接的糖分子都发生一些改变，其中有些变化是癌症发病早期的标志。更有甚者，可以分离不同类型癌症患者的具体蛋白的糖分子变异体，不同的癌症类型包括，前列腺癌、乳腺癌、子宫癌和胰腺癌。
为了检测正常细胞与癌细胞间的差别，科学家们研发了一种机器诊断技术，可分析这些糖分子。首先，将糖分子从蛋白上剥离下来，接下来用酶处理糖分子把它分解成小片段。这些碎片可被逐个地分析它的特征，研究人员使用糖分子的酶解图谱来对每个糖分子碎片进行分析。研究人员希望，这种癌症生物标记可以成为准确判断癌症发展阶段和癌症治疗效果的生物标记。
原始出处：
Paszek MJ1, DuFort CC2, Rossier O3, Bainer R2, Mouw JK4, Godula K5, Hudak JE6, Lakins JN4, Wijekoon AC2, Cassereau L2, Rubashkin MG2, Magbanua MJ7, Thorn KS8, Davidson MW9, Rugo HS7, Park JW7, Hammer DA10, Giannone G3, Bertozzi CR11, Weaver VM12.The cancer glycocalyx mechanically primes integrin-mediated growth and survival.Nature. 2014 Jul 17;511(7509):319-25. doi: 10.1038/nature13535. Epub 2014 Jun 25.
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