肾细胞癌（Renal cell carcinoma，RCC）是全球最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在过去二十年间持续上升。约30%晚期肾细胞癌患者在接受手术治疗后进展为转移性肾细胞癌，且大多数转移患者在接受酪氨酸激酶抑制剂（舒尼替尼）治疗一段时间后会产生耐药性。
O-GlcNAc糖基化是一种重要的翻译后修饰，在营养和应激传感中发挥作用，其动态修饰主要由O-GlcNAc转移酶（OGT）调控。O-GlcNAc糖基化对细胞环境的变化极为敏感，并与其他翻译后修饰有广泛互作。大量研究表明，O-GlcNAc糖基化稳态在多种疾病的发病机制中起关键作用。然而，O-GlcNAc糖基化在肾细胞癌对舒尼替尼的敏感性及其调控机制仍不清楚。
2024年9月12日，南方医科大学南方医院谭万龙教授、李飞教授、郑灶松博士团队联合中山大学孙逸仙纪念医院谢文练教授团队以及华中科技大学附属协和医院刘磊博士团队在Drug Resistance Updates（IF=15.8）上发表了题为“O-GlcNAcylation regulation of RIPK1-dependent apoptosis dictates sensitivity to sunitinib in renal cell carcinoma ”的研究论文。本研究揭示RIPK1 O-GlcNAc糖基化调控RIPK1泛素化及RIPK1/FADD/Caspase-8复合物形成，从而抑制肾细胞癌中舒尼替尼诱导的RIPK1依赖性凋亡的新机制，靶向RIPK1 O-GlcNAc糖基化有望成为治疗肾细胞癌的新策略。本文的第一作者为南方医科大学南方医院曾祥柏博士后、朱元超博士，中山大学孙逸仙纪念医院陈志良博士后和华中科技大学附属协和医院刘磊博士。景杰生物为该研究提供O-GlcNAc糖基化修饰泛抗体支持。
01
O-GlcNAc糖基化与肾细胞癌舒尼替尼耐药显著相关
为全面了解肾细胞癌舒尼替尼耐药过程中的代谢谱变化，研究人员对耐药组和非耐药组进行了非靶代谢组学研究。结果显示，GlcN-6-P和UDP-GlcNAc的含量在耐药组中显著增高，后者是O-GlcNAc糖基化修饰的供体底物，暗示O-GlcNAc糖基化修饰或许参与舒尼替尼的耐药过程。
O-GlcNAc糖基化修饰泛抗体的WB和IHC结果显示，舒尼替尼耐药组的O-GlcNAc糖基化修饰信号较非耐药组显著上调，表明其可能在舒尼替尼耐药的发展中起作用。抑制O-GlcNAc糖基化可增强舒尼替尼在肾细胞癌中的诱导凋亡作用。敲低O-GlcNAc糖基转移酶OGT可提高肾细胞癌对舒尼替尼的敏感性。
图1 O-GlcNAc糖基化与肾细胞癌舒尼替尼耐药显著相关
02
O-GlcNAc糖基转移酶介导RIPK1多位点发生O-GlcNAc糖基化
为进一步探究分子机制，研究者利用CoIP-MS鉴定与OGT的互作蛋白，结果显示RIPK1在所有互作蛋白中丰度最高。O-GlcNAc糖基转移酶能够显著上调RIPK1的O-GlcNAc糖基化修饰。OGT和RIPK1的截断实验显示它们参与互作的区段分别是TRP段和ID区域。
通过软件预测和点突变实验，OGT可介导RIPK1在Ser311/440/669三个位点上发生O-GlcNAc糖基化。三个位点同时突变后，RIPK1 O-GlcNAc糖基化显著降低。
图2 O-GlcNAc糖基转移酶介导RIPK1多位点发生O-GlcNAc糖基化
03
RIPK1 O-GlcNAc糖基化调控细胞凋亡机制
RIPK1通过选择细胞凋亡或NF-κB激活路径来决定细胞命运，RIPK1/FADD/Caspase-8复合物在RIPK1依赖的细胞凋亡中至关重要。RIPK1在Ser331、Ser440和Ser669位点的O-GlcNAc糖基化可抑制该复合物形成，并可显著降低肾癌细胞凋亡的发生。以上位点的突变可显著提高RIPK1/FADD/Caspase-8复合物的形成。这些结果表明， RIPK1 O-GlcNAc糖基化通过抑制细胞凋亡来介导肾细胞癌细胞中的舒尼替尼耐药。
此外，研究者还探索了RIPK1 O-GlcNAc糖基化是否调控NF-κB活化。舒尼替尼处理后，肾细胞癌细胞中p-P65显著升高，表明NF-κB通路的激活促进了靶基因转录和细胞存活。此外，舒尼替尼处理还显著诱导了P65的核定位，通过OSMI-1抑制RIPK1 O-GlcNAc糖基化或RIPK1修饰位点突变明显抑制了舒尼替尼诱导的P65核转位，表明了RIPK1 O-GlcNAc糖基化在P65活化和核转位中的关键作用。
RIPK1 O-GlcNAc糖基化还会影响RIPK1的互作蛋白网络，尤其是通过影响其泛素化来影响RIPK1-CYLD 和RIPK1-cIAP2之间互作强度。
图3 RIPK1 O-GlcNAc糖基化调控细胞凋亡机制
综上所述，该研究阐明了RIPK1 O-GlcNAc糖基化调控RIPK1的泛素化及RIPK1/FADD/Caspase-8复合物形成，从而抑制肾细胞癌中舒尼替尼诱导的RIPK1依赖性凋亡的新机制，为针对RIPK1 O-GlcNAc糖基化的靶向治疗肾细胞癌提供理论支撑。
图4 机制图解
文章所用景杰抗体产品：
参考文献：
[1] Xiangbo Zeng, et al. 2024. O-GlcNAcylation regulation of RIPK1-dependent apoptosis dictates sensitivity to sunitinib in renal cell carcinoma. Drug Resist Update.
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