中大新聞網(wǎng)訊（通訊員林園）溶瘤病毒M1 (oncolytic virus M1, OVM)是從中國(guó)海南島庫(kù)蚊屬蚊蟲(chóng)中分離得到的包膜正鏈RNA甲病毒，是一種新型的溶瘤病毒（oncolytic virus, OV）。由于OVM具有良好的安全性和溶瘤作用，其I期臨床試驗(yàn)已在日本獲得批準(zhǔn)，用于治療晚期實(shí)體瘤。不久前，美國(guó)FDA也批準(zhǔn)其作為治療肝癌和惡性膠質(zhì)瘤的罕見(jiàn)藥。溶瘤病毒（OV）代表的是新興的實(shí)體瘤多模式治療方式。它們表現(xiàn)出腫瘤選擇性溶瘤效應(yīng)、免疫原活性以及能將靶向轉(zhuǎn)基因遞送至腫瘤。然而，患者從OV治療中獲益不同的事實(shí)帶來(lái)提示，即使是相同的組織學(xué)類(lèi)型，腫瘤異質(zhì)性也可能導(dǎo)致患者對(duì)OV產(chǎn)生不同的效應(yīng)。因此，開(kāi)發(fā)能夠在 OV 治療前區(qū)分應(yīng)答者和非應(yīng)答者的預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物非常重要。
近日，中山大學(xué)顏光美/張勤奮/林園團(tuán)隊(duì)在Oncogene上發(fā)表題為“STT3A-mediated viral N-glycosylation underlies the tumor selectivity of oncolytic virus M1”的論文。該研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中表達(dá)的STT3A調(diào)控溶瘤病毒M1包膜蛋白的N-糖基化修飾，進(jìn)而影響了M1與受體的結(jié)合并最終決定著溶瘤病毒M1在腫瘤中的選擇性與溶瘤效應(yīng)。
該團(tuán)隊(duì)在先前的研究中已經(jīng)鑒定基質(zhì)重塑相關(guān)蛋白8（matrix remodeling associated 8, MXRA 8）是OVM的受體，并且將MXRA 8設(shè)定為指示OVM高效溶瘤的生物標(biāo)志物之一。然而，考慮到病毒蛋白的翻譯后修飾可能會(huì)影響病毒與受體的結(jié)合，作者進(jìn)一步對(duì)OVM上N-糖基的結(jié)構(gòu)與功能展開(kāi)了研究，以闡明OVM對(duì)腫瘤細(xì)胞選擇性的機(jī)制。
研究示意圖
作者首先通過(guò)單顆粒冷凍電鏡 (cryo-EM)發(fā)現(xiàn)了OVM的包膜蛋白存在3個(gè)N-糖基化位點(diǎn)，分別是：E1-N141、E2-N200和E2-N262。接著，作者通過(guò)細(xì)胞和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證明OVM 上的 N-糖基通過(guò)不同的機(jī)制參與到與MXRA8 受體結(jié)合過(guò)程，并決定了OVM的溶瘤效應(yīng)。
為了探究細(xì)胞的聚糖加工酶在OVM誘導(dǎo)的溶瘤過(guò)程中的作用，該研究進(jìn)行了影響N-糖蛋白生物合成酶的小分子抑制劑篩選實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)寡糖轉(zhuǎn)移酶 (OST) 抑制劑NGI-1對(duì)OVM上的包膜蛋白E1和E2的N-糖基化阻斷作用最強(qiáng)，而NGl-1 已被證明可以抑制 OST 復(fù)合物的催化亞基 STT3A 和 STT3B。進(jìn)一步地，通過(guò)siRNA敲低實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，只有用STT3A而非STT3B siRNA處理的細(xì)胞表現(xiàn)出OVM感染減少，且在腫瘤細(xì)胞上過(guò)表達(dá)STT3A，能夠顯著提高OVM的感染。與此同時(shí)，作者通過(guò)泛癌分析和組織芯片發(fā)現(xiàn)STT3A在多種人類(lèi)癌癥中顯著上調(diào)，且在腫瘤組織和正常組織間的表達(dá)存在差異。這些結(jié)果不僅解釋了為什么OVs對(duì)腫瘤細(xì)胞具有良好的靶向能力，還提示我們STT3A的個(gè)體差異可決定患者接受OVM治療的療效，治療前可能需要進(jìn)行STT3A的表達(dá)水平檢測(cè)。
本研究揭示了 N-糖基化在 OVM 溶瘤中的作用，并在 STT3A 和 OVM 腫瘤選擇性之間建立了聯(lián)系，為設(shè)計(jì)OVM的精準(zhǔn)治療方案和開(kāi)發(fā)新型生物標(biāo)志物開(kāi)辟了一條新的道路。
中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院博士研究生宋德力、生命科學(xué)學(xué)院博士研究生賈旭東為本文的共同第一作者。中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院林園副教授、生命科學(xué)學(xué)院張勤奮副教授為該研究論文的共同通訊作者。
