癌症的弱點:糖分子鏈被認為是先進免疫療法的關鍵
止咳糖漿通常”難喝又有效”,這似乎暗示著任何甜味成分都可能會削弱藥效。就癌症而言,這種甜味就是由β1,4-半乳糖基轉移酶-3(或B4GALT3)連接到蛋白質上的醣分子鏈。京都大學和橫濱市立大學的研究人員發現,小鼠體內缺乏B4GALT3會導致腫瘤生長減弱,凸顯了癌症免疫療法的潛在新方法。研究表明,小鼠體內缺乏B4GALT3會減緩腫瘤生長並改變免疫反應,提出了新的癌症治療策略。
根據《癌症基因組圖譜》(Cancer Genome Atlas),這種酵素的高表現與幾種免疫療法癌症(如神經母細胞瘤、子宮頸癌和膀胱癌)病人的存活率明顯縮短有關。然而,B4GALT3在腫瘤免疫微環境(或稱TIME)中的具體作用仍不得而知。
將弱免疫原性和強免疫原性腫瘤細胞皮下移植到B4GALT3基因敲除小鼠和野生型小鼠體內。基因敲除小鼠的腫瘤細胞生長明顯受到抑制。資料來源:KyotoU Jake Tobiyama/Heng Wei
B4GALT3與癌症的突破性研究
現在,京都大學和橫濱市立大學的研究團隊發現,小鼠缺乏B4GALT3會抑制腫瘤生長。研究表明,T細胞表面糖基化(一種蛋白質修飾)的顯著減少與浸潤腫瘤的CD8+免疫細胞的增加有關。
京都大學醫學研究生院的Heng Wei 說:”在B4GALT3 基因敲除或KO 小鼠中,我們證明了操縱T 細胞表面糖基化作為癌症免疫療法新方法的潛力。”
透過純化膜蛋白並酶解它們以富集糖肽,研究小組可以確定聚醣(複雜的高支化糖鏈)的位點和結構以及糖蛋白的數量。聚醣的作用在有關癌細胞的研究中備受關注,癌細胞的增殖和轉移取決於它們與微環境的相互作用。
實驗結果與未來方向
研究團隊將弱免疫原性和強免疫原性腫瘤細胞分別移植到B4GALT3基因敲除小鼠和野生型小鼠體內,以檢測腫瘤細胞的生長。只有基因敲除小鼠抑制了強免疫原性腫瘤細胞的生長。
此外,基因剔除小鼠體內增加的CD8+ T 細胞能分泌抗癌化合物幹擾素-γ 和Granzyme B。
「我們發現,B4GALT3的缺失會導致免疫系統基因表現的顯著波動,這項發現極大地改變了我們下一階段的研究方向,」合著者Chie Naruse補充說。
團隊負責人淺野正秀說:”我們深入了解了聚醣在癌症進展和免疫反應中的作用,激發了以B4GALT3為中心的癌症療法的可能性。”
參考文獻:Heng Wei、Chie Naruse、Daisuke Takakura、Kazushi Sugihara、Xuchi Pan、Aki Ikeda、Nana Kawasaki和Masahide Asano撰寫的《β-1,4-半乳糖基轉移酶-3缺乏可抑制免疫原性腫瘤在小鼠體內的生長》(Beta-1,4-galactosyltransferase-3 deficiency suppresses the growth of immunogenic tumors in mice),2023年9月18日,《免疫學前沿》(Frontiers in Immunology)。
DOI: 10.3389/fimmu.2023.1272537