癌症转移是导致患者死亡的主要原因,而癌细胞如何脱离原发肿瘤并扩散至远端器官,一直是肿瘤生物学领域的核心谜题。近日,美国威斯塔研究所(The Wistar Institute)的一项突破性研究揭示,一种在人体内广泛存在的糖分子——N-乙酰葡糖胺(GlcNAc),可能在这一过程中发挥着意想不到的关键作用。该研究发表于2026年8月4日的《ScienceDaily》,为理解癌症转移机制提供了全新视角,并可能开启靶向糖代谢的抗转移治疗新方向。
GlcNAc:从代谢副产品到转移助推器
GlcNAc是一种氨基单糖,是细胞表面糖蛋白和糖脂的重要组成成分,参与细胞识别、信号转导等多种生理过程。然而,其在癌症转移中的作用此前鲜有报道。研究团队通过一系列体外实验发现,在多种癌细胞系(包括乳腺癌、肺癌和结肠癌细胞)中,补充GlcNAc能够显著增强细胞的迁移和侵袭能力。具体而言,与对照组相比,经GlcNAc处理的癌细胞在Transwell迁移实验中的迁移率提高了约2.5倍,在Matrigel侵袭实验中的侵袭能力增强了3倍以上。这一效应呈剂量依赖性,且与GlcNAc的浓度正相关。
为了验证体内效应,研究人员将经GlcNAc预处理的癌细胞注射至小鼠体内,结果发现,与注射未处理癌细胞的小鼠相比,前者肺部转移灶的数量增加了约4倍,且转移灶体积更大。这一结果首次在活体水平证实了GlcNAc对癌细胞转移的促进作用。
分子机制:GlcNAc如何重塑癌细胞行为
进一步机制研究表明,GlcNAc通过上调关键转录因子Snail和Twist的表达,诱导癌细胞发生上皮-间质转化(EMT),这是癌细胞获得迁移和侵袭能力的关键步骤。EMT过程中,上皮细胞标志物E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达下调,而间质标志物N-钙黏蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(Vimentin)表达上调。研究数据显示,GlcNAc处理后,E-cadherin表达水平降低约60%,而N-cadherin和Vimentin分别升高约3倍和2.5倍。
此外,GlcNAc还激活了PI3K/Akt信号通路,该通路是调控细胞存活和迁移的重要通路。通过Western blot检测,研究人员发现GlcNAc处理后Akt的磷酸化水平显著升高,而使用PI3K抑制剂LY294002则能完全逆转GlcNAc诱导的迁移增强效应,表明PI3K/Akt通路是GlcNAc作用的关键下游介质。
“我们最初只是观察到GlcNAc对细胞迁移的显著影响,但深入探索后,发现它竟然通过调控EMT和PI3K/Akt通路来发挥作用,这完全出乎意料。”该研究的主要作者、威斯塔研究所的癌症生物学家Dr. Maria Rodriguez表示,“这一发现提示,肿瘤微环境中的糖代谢状态可能直接影响癌细胞的转移潜能。”
临床意义与未来方向
该研究的发现具有重要的临床转化潜力。首先,GlcNAc在人体内广泛存在,且其水平受饮食和代谢状态影响,这可能为解释某些癌症患者为何更易发生转移提供线索。其次,靶向GlcNAc代谢或其下游信号通路可能成为抑制癌症转移的新策略。研究团队正在开发特异性抑制剂,以阻断GlcNAc介导的信号传导,并计划在更接近人类肿瘤的动物模型中进行验证。
“我们的最终目标是开发一种能够阻止癌细胞‘逃跑’的药物,从而将癌症控制为一种可管理的慢性病。”Dr. Rodriguez补充道,“虽然这还需要多年研究,但这项研究无疑迈出了关键的第一步。”
该研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)的资助,并已申请相关专利。未来,团队还将探索GlcNAc在其他癌症类型中的作用,以及其与现有免疫治疗联合应用的潜力。
The Wistar Institute. "A common sugar may help cancer cells break free and spread." ScienceDaily, 4 August 2026.