探討癌纖維母細胞中半乳糖凝集素-1和神經纖毛蛋白質-1的交互作用在口腔癌治療的應用

細胞表面聚醣(glycan)及醣結合蛋白的共同演化調控了許多生理和疾病病理的進程，癌纖維母細胞 (carcinoma-associated fibroblasts)是一種活化的纖維母細胞能夠促進癌症進程和轉移，然而，目前並不 清楚細胞表面聚醣(glycan)及醣結合蛋白的改變是否能夠調節癌纖維母細胞的活化。我們之前的研究指 出半乳糖凝集素-1(galectin-1, Gall)，一種半乳糖苷結合蛋白，高度表現在癌纖維母細胞並且調控癌纖 維母細胞促進癌症惡化的能力。目前初步的研究結果也發現癌纖維母細胞比正常的纖維母細胞含有較 高量的 Gal1 結合聚醣[P1,6 N-acetylglucosamine (GlcNAc)-branched N-glycans and poly-N-acetylactosamine (LacNAc)]但是a2,6 唾液酸化(sialylation, —種遮蔽 Gal1 結合的聚醣)含量較 低，因此，癌纖維母細胞比起正常的纖維母細胞擁有較高的Gal1結合能力，並且Gal1較能夠引發癌 纖維母細胞的爬行能力。ST6Gal1(a2-6 sialyltransferase)是一種唾液酸轉移酵素，藉由加入a2,6唾液酸 to poly LacNAc而遮蔽Gal1的結合，ST6Gal1表現量在癌纖維母細胞是明顯的被抑制，這些結果指出 癌纖維母細胞中，醣轉移酵素改變的聚醣結構可以影響Gal結合和功能。此外，因為神經纖毛蛋白質 -1(neuropilin-1, NRP1)是Gal1的一個高親和力接受器並且a2,6唾液酸化量在癌纖維母細胞較低，所以 我們假設NRP1的唾液酸化能夠引響Gall在癌纖維母細胞的功能。這個研究計晝將會剖析NRP1蛋 白中Gal1的結合區域(domain)和探討NRP1的聚醣結構在癌纖維母細胞和正常纖維母細胞有何不同。 由以上的結果製造能夠辨識”NRP1聚醣抗原(glycan-epitope)”的抗體，並評估此抗體是否能夠當作治療 口腔癌的策略。我們提出四個專一性的目標來證明我們的假說。 目標1. 鑑定出癌纖維母細胞NRP1蛋白中Gall結合區域並找出此區域裡的醣基化位點 目標2.利用質譜儀來分析癌纖維母細胞和正常纖維母細胞NRP1醣苷結構並且探討此醣苷結構的改 變是否調節Gal1和NRP1之間的交互作用 目標3. 探討阻斷Gal1和NRP1交互作用是否能夠影響Gal1引起的癌纖維母細胞活化及口腔癌進程 目標4. 發展一個可以阻斷Gal1和NRP1交互作用的抗體並評估其治療效果 目前Gal1抑制劑大多是針對Gal1的醣結合區域(carbohydrate-recognition domain, CRD)。但是這 類抑制劑並無法專一性的抑制Gal1功能，因為在半乳糖凝集素家族中CRD的相似度很高，每個成員 在功能上的重複性和專一性都還不清楚，因此副作用也很難評估。我們發現Gal1和NRP1交互作用很 重要因為（1)相較於Gal1和乳糖的親和力(Kd〜200|^M)，Gal1和NRP1交互作用是專一性的結合 (Ko=109±31nM) (2)在肝臟星狀細胞，NRP1是一個Gal1的結合骨架讓Gal和一些醣蛋白產生交互作 用[(例如：血小板生長因子受器（PDGFRs)、轉化生長因子p受器（TGFpRs)及血管生長因子受器 (VEGFRs)](尚未發表數據），因此，剖析Gal1和NRP1交互作用將會是未來設計Gal1抑制劑的強力基礎。