Fut8,全称为α-(1,6)-fucosyltransferase,是一种在哺乳动物中负责催化核心岩藻糖基化过程的糖基转移酶。核心岩藻糖基化是N-连接糖链的一种修饰形式,它对糖蛋白的结构和功能具有深远的影响。Fut8的作用是将岩藻糖残基转移到糖蛋白上最内层的N-连接糖链上,从而改变糖蛋白的生物活性、稳定性和与受体的相互作用。
在肿瘤生物学中,Fut8介导的核心岩藻糖基化被认为是肿瘤细胞逃避免疫系统攻击的一个重要机制。研究表明,Fut8的表达和活性在多种人类癌症中增加,包括肺癌、乳腺癌、黑色素瘤、肝癌、结直肠癌、卵巢癌、前列腺癌、甲状腺癌和胰腺癌。Fut8通过促进肿瘤细胞的生长、转移和免疫逃逸,在肿瘤的发生和发展中发挥着关键作用[3]。
在免疫学领域,Fut8介导的核心岩藻糖基化对免疫检查点分子的表达和功能具有重要影响。例如,在 triple-negative breast cancer (TNBC) 中,Fut8催化B7H3蛋白在N-连接糖链上的核心岩藻糖基化,导致B7H3蛋白稳定性增加和免疫抑制功能增强。因此,Fut8的敲低可以恢复B7H3介导的免疫抑制功能,并增强抗PD-L1免疫治疗的疗效[1]。
Fut8还在炎症性肠病中发挥重要作用。研究表明,FUT8的表达水平在溃疡性结肠炎(UC)患者中增加,并且FUT8的过表达会导致细胞表面MUC1的表达增加和MUC2及MUC5AC的分泌增加。FUT8的敲低会导致MUC1在细胞内的积累和MUC2与MUC5AC分泌比例的改变,这与Fut8-/-小鼠表型相符,即Fut8-/-小鼠对UC具有保护作用[2]。
除了在人类疾病中的作用,Fut8还在动物模型中表现出重要功能。例如,在猪中,FUT8的表达水平与对大肠杆菌F18的敏感性相关。FUT8的敲低可以降低大肠杆菌F18对肠上皮细胞的粘附,并影响与细菌感染相关的信号通路[4]。
此外,Fut8的基因结构和进化关系也引起了研究者的兴趣。Fut8基因在动物界中高度保守,但其基因结构和进化历史却十分复杂。例如,在果蝇中,Fut8基因的基因结构与其他动物不同,这可能与其独特的生物学功能和进化历程有关[5]。
在生殖生物学中,Fut8的核心岩藻糖基化作用对卵巢对促卵泡激素(FSH)的反应至关重要。FUT8介导的FSH受体(FSHR)的核心岩藻糖基化对于卵母细胞和卵泡的发育至关重要。FUT8的缺失会导致FSHR与FSH的结合能力下降,并抑制FSHR下游信号传导,从而影响卵巢对FSH的反应[6]。
综上所述,Fut8在肿瘤生物学、免疫学、炎症性肠病、动物模型、生殖生物学和进化生物学等多个领域发挥着重要作用。Fut8的核心岩藻糖基化作用对糖蛋白的结构和功能具有深远的影响,并参与调控多种生物学过程。因此,Fut8的研究对于深入理解糖基化在疾病发生和发展中的作用机制具有重要意义。
参考文献:
1. Huang, Yun, Zhang, Hai-Liang, Li, Zhi-Ling, Zhu, Xiao-Feng, Deng, Rong. 2021. FUT8-mediated aberrant N-glycosylation of B7H3 suppresses the immune response in triple-negative breast cancer. In Nature communications, 12, 2672. doi:10.1038/s41467-021-22618-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33976130/
2. Cantero-Recasens, Gerard, Burballa, Carla, Ohkawa, Yuki, Taniguchi, Naoyuki, Malhotra, Vivek. 2022. The ulcerative colitis-associated gene FUT8 regulates the quantity and quality of secreted mucins. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119, e2205277119. doi:10.1073/pnas.2205277119. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36252012/
3. Mao, Changchuin, Li, Jun, Feng, Lili, Gao, Wenda. 2023. Beyond antibody fucosylation: α-(1,6)-fucosyltransferase (Fut8) as a potential new therapeutic target for cancer immunotherapy. In Antibody therapeutics, 6, 87-96. doi:10.1093/abt/tbad004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37077473/
4. Wu, Lisi, Wang, Yifu, Wu, Shenglong, Wu, Zhengchang, Bao, Wenbin. 2022. Effect and Mechanism Analysis of Pig FUT8 Gene on Resistance to Escherichia coli F18 Infection. In International journal of molecular sciences, 23, . doi:10.3390/ijms232314713. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36499043/
5. Juliant, Sylvie, Harduin-Lepers, Anne, Monjaret, François, Ozil, Annick, Duonor-Cérutti, Martine. 2014. The α1,6-fucosyltransferase gene (fut8) from the Sf9 lepidopteran insect cell line: insights into fut8 evolution. In PloS one, 9, e110422. doi:10.1371/journal.pone.0110422. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25333276/
6. Wang, Tiantong, Zhang, Zhiwei, Qu, Changduo, Taniguchi, Naoyuki, Li, Wenzhe. 2024. Core fucosylation regulates the ovarian response via FSH receptor during follicular development. In Journal of advanced research, 67, 105-120. doi:10.1016/j.jare.2024.01.025. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38280716/