抑制GnT-V表达诱导SMMC-7721细胞发生内质网应激的机制探讨—GLUT1结构和功能异常

• 作 者: 李姣
• 机 构: 复旦大学
• 出 处: 复旦大学
• 发表日期: 2007年01期
• 关键词: N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶V 内质网应激 肝肿瘤 葡萄糖转运体1 SMMC-7721细胞

N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶V (GnT-V)位于真核细胞的高尔基体中，它是N-连接糖蛋白糖链加工合成过程中的关键酶。GnT-V催化的反应是将供体UDP-GlcNAc中的GlcNAc转移至受体糖链中的α-1，6甘露糖苷臂，进而形成含有β-1，6分支结构(GlcNAcβ1，6 Man α1，6)的三或四天线的N-糖链。以往的研究显示，GnT-V与正常细胞的恶性转化和肿瘤细胞的转移密切相关。本课题组前期的研究表明，使用反义寡核苷酸和RNA沉默技术抑制GnT-V的表达(GnT-V的表达下降约56％)，能够诱导人肝癌细胞株SMMC-7721发生内质网应激反应(Endoplasmic Reticulum Stress，ER stress)。在转染反义GnT-V的7721细胞(7721/AS) 中，分子伴侣Bip在mRNA和蛋白水平均出现增高，同时出现XBP1mRNA的剪接。总蛋白的糖染色显示，7721/AS细胞糖蛋白的三、四天线的N-糖链明显减少。但对于 ER stress 出现的具体分子机制还不甚了解，可能与某些糖蛋白的糖链变化有关。本研究在前期研究的基础上，进一步探讨了GnT-V低表达导致7721细胞出现ER stress的具体分子机制；继而从另一侧面初步探讨了GnT-V过表达时对ER stress的影响。
本文分成四部分，以具有N-连接糖链的葡萄糖转运体1(GLUT1)为主要研究对象。
首先观察了7721，7721/AS 和 7721/mock三种细胞中GLUT的表达类型，结果表明GLUT1成为三种细胞的主要葡萄糖转运体类型。
接下来观察了7721/AS 细胞的GLUT1糖链结构是否发生变化，结果显示GLUT1的分子量减小，且三、四天线的N-糖链成分减少。然后又发现7721/AS细胞中GLUT1转运葡萄糖的功能也显著降低。
进一步的研究显示，GLU/T1在7721/AS细胞中的分布并未受到影响。为了确认葡萄糖饥饿可以引起细胞发生ER stress，本文对7721细胞进行了葡萄糖饥饿的研究，结果显示，在葡萄糖饥饿的情况下，7721细胞发生了明显的ER stress。
最后，受文献的启发，初步观察了GnT-V表达水平与内质网应激的关系：以自身存在ER stress的人肝癌细胞株一HuH7为对象，发现与其它自身无ER stress的肝癌细胞相比，HtH7的GnT-V表达水平较低，向HuH7细胞中转染GnT-V，发现HuH7的应激水平减弱。
综上所述，GLUT1结构和功能的异常导致7721/AS细胞出现葡萄糖缺乏，进而引起细胞发生 ER stress。GnT-V低表达正是通过改变GLUT1的糖链结构而导致7721细胞出现应激反应。相反，GnT-V过表达减弱HuH7细胞中ER stress的现象更加从另一侧面证实了GnT-V表达水平与ER stress的相关性。