[发明专利]β-1,4半乳糖基转移酶I在制备肝癌诊断制剂中的应用

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学和医学领域，具体涉及β-1，4半乳糖基转移酶I在制备肝癌诊断制剂中的应用。更具体地，涉及将β-1，4半乳糖基转移酶I作为肝癌初筛、诊断和预后判断以及肝癌手术后预后判断及复发诊断方面的一项指标。

背景技术

原发性肝癌(简称肝癌)是我国常见的恶性肿瘤之一，其肿瘤发病率在男性为第三位，仅次于胃癌及食管癌，女性则为第四位。我国每年新增患者11万，人群发病率为23.7/10万人。由于肝癌起病隐匿，患者就诊时大多已属中、晚期，再加上合并肝硬化率高及手术后复发率高等多种因素，治疗效果较差，死亡率高。因此对于肝癌的初筛、诊断和预后判断以及肝癌手术后预后判断及复发诊断显得尤为重要，目前的检测指标具有一定局限性，迫切需要找到新的诊断指标。大量研究证实人及动物模型肝癌细胞与正常肝细胞相比蛋白质及脂质糖基化存在差异。有些糖基化发生改变的糖蛋白已应用于人类肝癌的诊断、分期和预后评估；同时一些聚糖衍生物已被应用于肝癌的辅助治疗。

肝癌细胞中的异常糖基化主要包括糖蛋白和糖脂组分的改变。其中糖蛋白是蛋白质和寡糖链通过共价结合的复合物，主要有两种连接方式：一种为糖链与肽链中丝氨酸或苏氨酸的羟基氧相连，称为O-糖链；另一种为糖链与肽链中天冬酰胺的酰胺键相连，称为N-糖链。其中以N-糖链的连接方式较多，与肿瘤的关系也较密切。Van Beek在比较不同恶性程度的大鼠肝癌细胞、胎肝和新生鼠肝细胞膜上糖蛋白时发现，所有肝癌细胞都有含多量岩藻糖的糖蛋白出现，且与恶性程度无关，而胎肝和新生鼠肝细胞则无此种改变，证明糖蛋白糖基化改变是一个恶性肿瘤的现象，而与细胞的正常生长无关。这种肿瘤细胞的糖蛋白糖链分子增大的现象即所谓的Warren-Glick现象。进一步研究表明，糖链的相对分子质量增加是由于糖链分支的增加，其中尤以糖链上唾液酸的增加为多见。肝癌中常见的N-聚糖改变类型可归纳为表1所列的9种情况。

糖蛋白的糖基化需要糖基转移酶的参与，因此肝癌细胞糖蛋白中糖链结构的改变必然与转移酶的活性改变有关。酶活力改变与N-聚糖结构改变的一致性已有大量实验证明，如在亚硝胺诱发大鼠肝癌时，肝中碱性磷酸酶(ALP)的N-聚糖中平分型N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)和天线数增多分别与GlcNAc转移酶(GlcNAcT)-III和V的活力增高相符合。HepG2肝癌株中甲胎蛋白(AFP)的N-聚糖有较多的C2C2，6三天线和核心Fuc，其GlcNAcT-V和α1，6-岩藻糖转移酶(α1，6-FucT)的活力均较高。HuH-7肝癌株的AFP只含极少的平分型GlcNAc和C2C2，6三天线结构，其GlcNAcT-III和V均较低。研究发现转染GlcNAc T-III的高转移性肿瘤细胞表面的E-钙粘蛋白(E-cadherin)从细胞表面脱落减少，细胞的侵袭及转移能力降低，结构分析显示E-钙粘蛋白聚糖上的平分型GlcNAc增多，而β1，6连接GlcNAc的则减少，提示GlcNAcT-V的活力被抑制。因此，GlcNAcT-V和GlcNAcT-III分别可看作与促肿瘤转移或抗肿瘤转移相关的糖基转移酶。此外，我们的研究显示β1，4半乳糖基转移酶I(GalT I)可使人肝癌细胞株N-聚糖上的β1，6连接GlcNAc表达增多，从而促进肿瘤细胞的生长和侵袭以及在裸鼠体内的病灶形成。

表1.肝癌中糖蛋白N-聚糖改变的类型

而糖脂是脂质与寡糖链共价结合而形成的复合物，可分为鞘糖脂和甘油糖脂两大类。近年来的研究表明，肝细胞恶变过程中常伴随鞘糖脂特别是带唾液酸的神经节苷脂的改变。在对正常肝组织和肝癌组织神经节苷脂组分的分析中，发现正常组织中含量丰富的单唾液酸神经秸苷脂3(GM3)在肝癌细胞中明显减少，而正常组织中含量较少的二唾液酸神经秸苷脂3(GD3)在肝癌组织中增加了约10倍。

sLeX是一种含有唾液酸和岩藻糖的五糖结构单元，存在与糖蛋白和糖脂中，它是内皮细胞选择素的主要配体。研究指出21％的肝癌表达sLeX，非癌肝细胞不表达sLeX，肝癌伴有肝内转移者sLeX表达阳性者多于不伴转移的肝癌患者，而且肝癌的死亡率也与sLeX表达呈正相关。sLeX的主要合成酶系之一α1，3-FucT在癌组织中明显高于非癌肝组织，而IV、VI FucT的表达与肝癌的转移表型相关。