結直腸癌肝轉移的困境

結直腸癌肝轉移是結直腸癌zui常見的遠處轉移形式，約15%-25%患者在初診時即合并肝轉移，約50%患者病程中發(fā)生肝轉移，其中約20%為同時性轉移（確診時即存在），30%為異時性轉移（術后隨訪出現）。 肝臟作為結直腸癌血行轉移主要的靶器官，通過門靜脈系統(tǒng)形成轉移病灶。 手術切除原發(fā)灶及轉移灶仍是wei一gen治手段，但80%-90%的肝轉移灶初始無法gen治性切除。

近日，北京大學人民醫(yī)院胃腸外科申占龍教授、葉穎江教授和中國ke學院生物物理研究所李巖教授合作，在quan威期刊Advanced Science發(fā)表研究論文N-glycosylation modification of CTSD affects liver Metastases in colorectal cancer。該研究指出糖蛋白—組織蛋白酶D（CTSD）有望成為結直腸癌肝轉移的靶向治療靶點。

N-糖蛋白質組學實現結直腸肝轉移靶點

研究者分析了來自14例結直腸癌肝轉移患者的14對配對的原發(fā)灶和轉移灶癌組織：檢測到139個N-糖基化蛋白，185個N-糖基化修飾位點，共計490個完整結構的N-糖肽和71個糖基。差異分析發(fā)現組織蛋白酶D (CTSD) 263殘基上

N-糖基化修飾改變CTSD的折疊位置、穩(wěn)定性和功能活性

CTSD在CTSD N263Q和CTSD N263Q/N134Q細胞中不能與內體和溶酶體標記共定位（圖4B）。也就是說，下調CTSD殘基263的N-糖基化修飾水平可能會抑制其向SW480細胞內核內體和溶酶體的轉運。與CTSD WT細胞相比，部分缺失N-糖基化修飾的CTSD N263Q細胞的CTSD分泌量減少，而缺失N-糖基化修飾的CTSD N263Q/N134Q細胞的CTSD分泌量增加。因此，由于CTSD殘基263的N-糖基化修飾缺失，CRC細胞不能分泌CTSD。

此外，與CTSD WT細胞相比，環(huán)己酰亞胺處理3 h后，CTSD N263Q細胞中CTSD的數量明顯減少，說明CTSD在263殘基處的N-糖基化修飾影響了其穩(wěn)定性。CTSD N263Q細胞和CTSD N263Q/N134Q細胞的CTSD熒光值低于CTSD WT細胞（圖4E）。具體來說，降低CTSD殘基134和263的N-糖基化修飾水平可能會降低其蛋白酶活性。綜上所述，CTSD殘基134和263的N-糖基化修飾可能會改變其折疊位置、穩(wěn)定性和功能活性。

糖基化修飾的CTSD下游蛋白質篩選和鑒定

CTSD野生型細胞和CTSD N263Q細胞進行了比較蛋白質組分析。研究人員鑒定出在CTSD野生型細胞和CTSD N263Q細胞之間有差異表達的蛋白質共391個。鑒于CTSD的蛋白酶活性，研究人員對僅與CTSD野生型相互作用的蛋白質集和DEPs進行了交集分析。該分析共產生了8個候選分子：ACADM、PRDX3、ALDH2、EHHADH、DHCR7、TGFB1I1、IDH2和ALDH1A1。

STT3B和DDOST是CTSD的N-糖基轉移酶

免疫共沉淀富集與CTSD結合的蛋白，隨后通過質譜分析鑒定這些蛋白。分析結果顯示，235個蛋白與CTSD WT相互作用，191個蛋白與CTSD N263Q結合。在與CTSD WTwan全相互作用的45個蛋白中，DDOST（也稱為OST48）是wei一的N-糖基轉移酶，可能參與殘基263的N-糖基化修飾。初的N-糖基轉移酶，也被稱為寡糖轉移酶復合物（OST），由多個蛋白質組成一個復合物。OST以OST-A和OST-B兩種形式存在，分別以STT3A和STT3B為催化亞基，分別負責初始N-糖基化。催化亞基能夠獨立完成N-糖基化加成過程。然而，在某些情況下，需要各種非催化亞基，如DDOST，在此過程中與底物形成穩(wěn)定的配合物我們利用在線蛋白質組學數據庫CPTAC研究了STT3A、STT3B和DDOST在結腸癌組織和配對正常組織中的表達水平，發(fā)現這3種蛋白在結腸癌組織中表達上調。靶向敲除STT3A、STT3B和DDOST：當STT3B和DDOST的表達減少時，CTSD的分子量相對于陰性對照顯著降低，表明從N-糖基化向非N-糖基化轉變。這些發(fā)現表明，CTSD殘基263的N-糖基化可能受到DDOST的調控，STT3B可能是該位點的催化亞基。

CTSD的N-糖基化修飾調控ACADM/Ferroptosis軸促進CRC進展

研究總結

該研究表明CTSD的N-糖基化修飾顯著影響其分泌與活性，進而改變CRC細胞的侵襲/轉移能力并影響肝轉移形成。CTSD糖基化既可能作為預后/診斷生物標志物，也為阻斷結直腸癌肝轉移提供了新的分子干預靶點。