免疫細胞中O-GlcNAc修飾研究進展

黃壯霖，賴貝，李岳亮，梁一

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免疫細胞中O-GlcNAc修飾研究進展

黃壯霖*，賴貝*，李岳亮，梁一

523808 東莞，廣東醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)院

蛋白翻譯后修飾（post-translational modifications，PTMs）可參與蛋白的結(jié)構(gòu)、活性、亞細胞定位及其整體功能的調(diào)節(jié)[1]。至今，已報道的蛋白質(zhì)修飾位點超過 80 000 多個，修飾種類包括磷酸化、乙酰化、甲基化、糖基化和泛素化等，有一半以上蛋白為糖蛋白[2]。糖基化參與多種重要的生物學(xué)進程，如細胞間黏附、細胞基質(zhì)的相互作用、細胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫保護、炎癥、代謝調(diào)節(jié)等[3]。

1983 年，Torres 和 Hart[4]在小鼠的淋巴細胞中首次發(fā)現(xiàn)由 O-連接的 β-N-乙酰葡萄糖胺（O-linked β--acetylglucosamine，O-GlcNAc）修飾的糖基化形式。O-GlcNAc 是以UDP-乙酰葡萄糖胺（UDP-GlcNAc）為底物，在O-GlcNAc 轉(zhuǎn)移酶（O-GlcNAc transferase，OGT）的作用下，將GlcNAc 修飾到蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基上，并在O-GlcNAc 糖苷酶（O-GlcNAcase，OGA）的作用下去除這種修飾[5]。

與現(xiàn)有糖基化修飾（N-糖基化、O-糖基化）不同，O-GlcNAc 修飾具有以下特點：①GlcNAc 單糖分子不能進一步被延長或修飾成更復(fù)雜的糖結(jié)構(gòu)，分子量小且不帶電荷；②廣泛存在于細胞質(zhì)和細胞核蛋白當(dāng)中，包括核孔蛋白、轉(zhuǎn)錄因子、RNA 結(jié)合蛋白、磷酸激酶和磷酸酶、受體蛋白、細胞骨架蛋白、代謝酶類等；③是一種動態(tài)可逆的修飾過程，由 OGT 和 OGA 控制；④與蛋白其他翻譯后修飾（如磷酸化、泛素化）相互影響[6]。O-GlcNAc 糖基化修飾參與了細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、代謝調(diào)節(jié)、細胞骨架的構(gòu)建、壓力應(yīng)激、細胞循環(huán)、蛋白質(zhì)間的相互作用等重要的生物學(xué)功能[7]。

蛋白O-GlcNAc 修飾對其糖基供體UDP-GlcNAc 的濃度變化十分敏感。UDP-GlcNAc 是氨基己糖生物合成途徑（hexosamine biosynthesis pathway，HBP）的終產(chǎn)物，參與HBP 的多種營養(yǎng)物質(zhì)：谷氨酰胺、乙酰輔酶A、葡萄糖、尿苷等均能影響UDP-GlcNAc 的生物合成，從而影響蛋白的 O-GlcNAc 修飾水平[7-9]。除了對營養(yǎng)敏感，O-GlcNAc 信號對細胞壓力如熱休克、組織缺氧、營養(yǎng)缺乏同樣有著敏感的反應(yīng)。因此，O-GlcNAc 修飾作為營養(yǎng)和壓力的感應(yīng)器，可調(diào)節(jié)細胞自轉(zhuǎn)錄翻譯到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝。破壞 O-GlcNAc 修飾平衡將會導(dǎo)致各種病理疾病，如腫瘤、糖尿病和神經(jīng)退行性疾病等[10]。而免疫系統(tǒng)中 O-GlcNAc 修飾近年來也多有報道（表 1），本文將對各種免疫細胞中的 O-GlcNAc 修飾及其調(diào)節(jié)機制研究進展進行綜述。

1 T 細胞中的 O-GlcNAc 修飾

1.1 O-GlcNAc 修飾與 T 細胞的成熟

T 細胞在胸腺中成熟，早期胸腺祖細胞為 CD4-CD8-雙陰性細胞（double negative，DN），隨發(fā)育階段不同，DN 胸腺細胞分化為 DN1、DN2、DN3、DN4。DN1 細胞具有分化出 T 細胞、NK 細胞、B 細胞和巨噬細胞的異質(zhì)性；從 DN2 開始發(fā)生 T 細胞受體（T cell receptor，TCR）重組；DN3 細胞開始 TCR 的 β 鏈與前 α 鏈結(jié)合成前 TCR 復(fù)合物；DN4 細胞上調(diào) CD4 和 CD8 成為雙陽性細胞（double positive，DP），并表達完整的 TCRαβ 復(fù)合物。DP 細胞通過陽性選擇和陰性選擇發(fā)育為成熟的 CD4+/CD8+T 細胞[11-12]。在此過程中，不同階段的細胞會出現(xiàn)葡萄糖和谷氨酰胺攝入水平的動態(tài)變化，并伴隨 O-GlcNAc 水平的變化。例如，DN3 胸腺細胞攝入葡萄糖和谷氨酰胺水平低，但 DN4 細胞攝入水平上調(diào)，DP 階段又恢復(fù)低水平攝入。而蛋白 O-GlcNAc 修飾水平在 DN3 階段上調(diào)，在 DN4 到 DP 階段出現(xiàn)顯著下降。在DP 細胞的陽性選擇中，又出現(xiàn)O-GlcNAc 修飾水平的升高[11]。

表 1 免疫細胞中的 O-GlcNAc 修飾

通過 CRE 系統(tǒng)，敲除小鼠胸腺細胞發(fā)育不同階段中的 OGT 基因，發(fā)現(xiàn)在 β 選擇中 O-GlcNAc 的重要作用。在 DP 階段之前敲除 OGT，DP 細胞數(shù)量不受影響，但不能分化出成熟的 CD4+/CD8+T 細胞[11, 13]。其中 Notch 信號通路參與調(diào)控胸腺細胞分化過程中 DN 向 DP 階段分化的代謝改變，通過體外胸腺細胞的 OP9-DL1 系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，經(jīng) Notch 配體 DL1 刺激的 DN 細胞，對葡萄糖和谷氨酰胺的攝入明顯增加，胞內(nèi)蛋白的 O-GlcNAc 修飾水平上升[11]。

1.2 O-GlcNAc 修飾與 T 細胞的增殖、活化

T 細胞活化會誘導(dǎo)細胞表面表達GLUT1 和氨基酸轉(zhuǎn)運體，促進葡萄糖和谷氨酰胺的吸收，加快HBP 進程，合成更多UDP-GlcNAc，在OGT 的作用下，蛋白質(zhì)的O-GlcNAc 修飾有所升高[14]。

早在 1991 年，Kearse 和Hart[15]便在小鼠的 T 淋巴細胞中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細胞活化之后，許多胞核蛋白的O-GlcNAc 修飾迅速升高而胞漿蛋白的O-GlcNAc 修飾卻迅速減少，并在數(shù)小時后恢復(fù)正常。T 細胞活化后會表達多種細胞因子，促進 T 細胞增殖和分化[16]。其中與 O-GlcNAc 相關(guān)研究最多的是 IL-2。Huang等[17]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過葡萄糖胺處理的 Jurkat T 細胞，細胞中 IL-2 的水平明顯降低；當(dāng)敲除 Jurkat T 細胞的 OGT 后，IL-2 的表達水平降低，進而抑制 TCR 誘導(dǎo)的 T 細胞活化[18]；使用 OGT 抑制劑處理人原代T 細胞，可減少抗 CD3/CD28 或 PMA 所刺激的 T 細胞活化反應(yīng)中 IL-2 的產(chǎn)生，還能抑制 T 細胞的增殖。但當(dāng)T 細胞經(jīng)過 OGA 抑制劑 Thiamet G 處理后，IL-2 的生成并無明顯變化[19]；敲除小鼠的 OGT 基因發(fā)現(xiàn)，OGT 的缺失并不影響細胞毒性 T 淋巴細胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）中 IL-2 所誘導(dǎo)的 STAT5 的磷酸化或 mTORC1 的活化，但會阻礙 CTL 的克隆擴增[11]。

與 IL-2 合成信號通路密切相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子主要有活化 T 細胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）、核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）和 c-Myc[20-21]。Golks 等[18-19]在人類 T 細胞中發(fā)現(xiàn)，NFAT 和 NF-κB 均可被O-GlcNAc 修飾，當(dāng) TCR 受到刺激時，T 細胞胞漿中 NFAT 的O-GlcNAc 修飾會有短暫的升高，這可能與它后續(xù)的核定位有關(guān)，而 NF-κB 的O-GlcNAc 修飾則會阻礙其與 IκB 的相互作用而使 NF-κB 向細胞核遷移。c-Rel 作為 NF-κB 的亞單位，其 Ser350 可被O-GlcNAc 修飾，增強 c-Rel 與 CD28 反應(yīng)原件結(jié)構(gòu)域的結(jié)合，促進 IL-2 的表達[22]。c-Myc 可調(diào)節(jié) T 細胞中營養(yǎng)轉(zhuǎn)運體的表達，進而影響細胞中的O-GlcNAc 修飾[21, 23]。此外，c-Myc 位點 Thr58 可在糖原合成激酶 3（glycogen synthase kinase 3，GSK3）的作用下被磷酸化，促進c-Myc 的降解，使 c-Myc 在 T 細胞中的半衰期變短[21]。而 Thr58 也可發(fā)生O-GlcNAc 修飾，抑制該位點的磷酸化修飾，提高 c-Myc 蛋白的穩(wěn)定性。T 細胞中的 OGT 和 OGA 對 c-Myc 的表達也有影響，使用 OGT 抑制劑之后 c-Myc 表達水平下降，相反，使用 OGA 抑制劑之后 c-Myc 表達水平上升[11]。

2016 年，Lund 等[19]使用 BEMAD、代謝標(biāo)記等方法，在人的活化 T 細胞中，系統(tǒng)地鑒定到 214 種O-GlcNAc 修飾的糖蛋白，主要是轉(zhuǎn)錄因子、剪切因子、核孔蛋白等，涉及 RNA 轉(zhuǎn)錄、加工、運輸。其中ARNT、HCLS1、ZAP-70、SHIP1、LCK、PI3K 為新鑒定的 O-GlcNAc 修飾蛋白。Lopez等[24]使用化學(xué)酶聚糖標(biāo)記技術(shù)和蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法比較效應(yīng)性和記憶性 CD8+T 細胞的 O-GlcNAc 修飾差別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)效應(yīng)性 CD8+T 細胞中的 O-GlcNAc 修飾蛋白主要參與轉(zhuǎn)錄和翻譯進程，促進細胞的增殖，而記憶性 CD8+T 細胞中，O-GlcNAc 修飾蛋白則參與轉(zhuǎn)錄、翻譯和 mRNA 進程中一些特殊的、更具針對性的調(diào)節(jié)。

1.3 O-GlcNAc 修飾與 T 細胞相關(guān)疾病

1.3.1 自身免疫性疾病 Th1 和Th17 細胞在多種自身免疫性疾病中均發(fā)揮著重要作用，最近的研究表明，多發(fā)性硬化?。╩ultiple sclerosis，MS）患者體內(nèi) T 細胞中靶向調(diào)節(jié) OGT 轉(zhuǎn)錄的miR-15b 表達下調(diào)，細胞內(nèi) NF-κB 的O-GlcNAc 修飾減少，進而增強了 Th17 的分化[25]。ELF-1 是 TCRζ 鏈基因的一種轉(zhuǎn)錄因子，在磷酸化修飾和O-GlcNAc 修飾的共同作用下從胞漿轉(zhuǎn)移到胞核，發(fā)揮相應(yīng)的功能[26]。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）患者的 T 細胞中發(fā)現(xiàn)，ELF-1 的O-GlcNAc 修飾明顯減少，下調(diào)了 TCRζ 鏈的表達，從而導(dǎo)致效應(yīng) T 細胞的功能失調(diào)[27]。

1.3.2 免疫細胞癌癥 瓦博格效應(yīng)（Warburg effect）是癌癥的重要代謝特征，即在有氧條件下，惡性細胞糖酵解同樣活躍，葡萄糖的攝入增加。這種代謝轉(zhuǎn)化使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在HBP 中的流通得到提高，在多種癌癥細胞中均可發(fā)現(xiàn)O-GlcNAc 修飾水平的明顯升高[28]。慢性淋巴細胞白血?。╟hronic lymphocytic leukemia，CLL）細胞中會表達高水平的O-GlcNAc 修飾蛋白，包括p53、AKT、MYC 等[29]。急性髓細胞白血?。╝cute myelocytic leukemia，AML）和CLL 細胞中的 STAT5 在第 92 位蘇氨酸上可發(fā)生O-GlcNAc 修飾，使STAT5 上酪氨酸的磷酸化修飾增強，促進髓系細胞的惡性增生[30]。Swamy 等[11]在 T 細胞急性淋巴性白血?。═-cell acute lymphoblastic leukemia，T-ALL）的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，PTEN 敲除的胸腺細胞中敲除 OGT 基因可抑制細胞的惡性轉(zhuǎn)化，小鼠的存活周期能夠延長一半以上，但是這種小鼠中的 T 淋巴細胞與正常小鼠相比顯著減少，并且不能分化為 CD4+或 CD8+的 T 細胞。從T-ALL 小鼠中分離的 T 淋巴細胞與正常的淋巴細胞相比，葡萄糖和谷氨酰胺的攝取明顯升高，整體O-GlcNAc 修飾水平升高。

2 B 細胞中的 O-GlcNAc 修飾

2.1 O-GlcNAc 修飾與 B 細胞的成熟

B 細胞的發(fā)育分為兩個階段：造血干細胞在骨髓中發(fā)育為成熟 B 細胞，為中樞發(fā)育階段；隨后遷移至外周淋巴器官脾臟和淋巴結(jié)等，成熟 B 細胞經(jīng)抗原刺激后增殖分化成記憶 B 細胞和漿細胞[31]。在敲除 OGT 的小鼠中發(fā)現(xiàn)，骨髓中成熟 B 細胞產(chǎn)生的頻率和數(shù)量與正常小鼠相比明顯減少。脾臟中 B220+B 細胞產(chǎn)生的頻率和數(shù)量也有所減少，尤其是濾泡 B 細胞。但 OGT 的缺失對未成熟 B 細胞、過渡期 B 細胞和邊緣區(qū) B 細胞影響不大。進一步研究發(fā)現(xiàn)，成熟 B 細胞的減少是由于 OGT 缺失導(dǎo)致其發(fā)生凋亡，而不是阻斷 B 細胞發(fā)育過程，因此，O-GlcNAc 修飾在維持 B 細胞自身穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用[32]。

2.2 O-GlcNAc 修飾與 B 細胞的活化

細胞膜上 CD69 的表達是 B 細胞早期活化的標(biāo)志。B 細胞中 OGT 的過表達或使用 OGA 抑制劑PUGNAc 均可上調(diào) B 細胞膜上的 CD69 的表達[18]。另外，使用更具特異性的 OGA 抑制劑 thiamet-G 處理 B 細胞或敲除 B 細胞 OGA 基因，會促進 B 細胞的活化，但也導(dǎo)致 B 細胞的凋亡。進一步研究發(fā)現(xiàn)，淋巴細胞特異性蛋白（lymphocyte specific protein-1，LSP1）在其 Ser209 的 O-GlcNAc 修飾可使 Ser243 發(fā)生磷酸化修飾，啟動凋亡進程[33]。

與 T 細胞的活化類似，B 細胞受體（B cell receptor，BCR）受到刺激之后，轉(zhuǎn)錄因子 NFAT 和 NF-κB被 O-GlcNAc 修飾之后影響其各自的核定位，進而影響 B 細胞的活化[34]。Golks 等[18]發(fā)現(xiàn)，OGT 的過表達或使用 OGA 抑制劑 PUGNAc 可通過上調(diào) NF-κB 的 O-GlcNAc 修飾水平，提高 B 細胞中 BCR 依賴的 NF-κB 活性，進而促進 B 細胞的活化。

另外，與 B 細胞活化中的 O-GlcNAc 修飾相關(guān)的因子還包括：CD79a/79b、激酶 Syk、Lyn、Btk[35]、B 細胞活化因子受體（B-cell activating factor receptor，BAFFR）[36]等。在 OGT 缺失的小鼠中發(fā)現(xiàn)，經(jīng) IgM抗體刺激的小鼠脾臟 B 細胞，其 CD79a、Lyn、Syk 的磷酸化修飾均有所減少，NF-κB 多種亞單位的核定位也隨之減少[32]。BAFFR 是 B 細胞活化過程重要分子，可通過 Src 激酶 Lyn 的活化，使 CD79a 和 Syk 發(fā)生磷酸化修飾，從而與 BCR 信號通路共同調(diào)節(jié) B 細胞動態(tài)平衡[36]。研究發(fā)現(xiàn)，Lyn 在 S19 位點上的 O-GlcNAc 修飾可以促進 Lyn 的活化，并招募 Syk 與之相互作用[32]。

2.3 O-GlcNAc 修飾與 B 細胞相關(guān)疾病

前 B 細胞急性淋巴細胞性白血?。╬re-B acute lymphocytic leukemia，pre-B-ALL）患者骨髓CD19+的單個核細胞中，O-GlcNAc 修飾水平明顯升高，OGT 升高，OGA 減少，PI3K/Akt/c-Myc 通路過度活化。當(dāng)細胞中的 OGT 缺失時，PI3K 和磷酸化的 Akt、c-Myc 均減少，說明 OGT 可能參與 PI3K/Akt/c-Myc 通路的活化[37]。在CLL 細胞中發(fā)現(xiàn)，Syk 磷酸化水平升高，會伴隨著蛋白 O-GlcNAc 修飾水平的升高[29]。彌漫性大 B 細胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）患者的 B 細胞中，OGT 的 mRNA 表達水平明顯升高[38]。

3 巨噬細胞中的 O-GlcNAc 修飾

巨噬細胞在固有免疫反應(yīng)、組織細胞的內(nèi)穩(wěn)態(tài)和發(fā)展、促炎性反應(yīng)和噬菌/吞噬作用中均發(fā)揮著重要的作用[39]。小神經(jīng)膠質(zhì)細胞為定居腦內(nèi)的巨噬細胞，調(diào)節(jié)神經(jīng)中樞的固有免疫反應(yīng)。LPS 可誘導(dǎo)小神經(jīng)膠質(zhì)細胞中 c-Rel 的活化，提高 c-Rel 與 OGT、p50 的相互作用，c-Rel 的 O-GlcNAc 修飾增加，與 NF-κB 結(jié)合增強，促進誘生型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的產(chǎn)生[40]。小鼠巨噬細胞 RAW264.7 中，OGT 與 mSin3a 的相互作用，會干擾 LPS 誘導(dǎo)的 NF-κB 活化和 iNOS 基因的表達[41]。雖然 p65 與 c-Rel 同為 NF-κB 家族的成員，但對 O-GlcNAc 修飾的反應(yīng)卻有所不同，thiamet-G 可促進小神經(jīng)膠質(zhì)細胞中 p65 的 O-GlcNAc 修飾，使其與 IκB 結(jié)合，影響 p65 的核定位，抑制促炎因子的表達和細胞的分化[42]。此外，在高糖條件下，葡萄糖胺抑制 LPS 誘導(dǎo)的 RAW264.7 細胞中 NF-κB 的活化，c-Rel 的 O-GlcNAc 修飾減少，而在低糖條件下，葡萄糖胺可使 c-Rel 的 O-GlcNAc 修飾增加，促進其與iNOS 啟動子的結(jié)合[43]。

STAT 信號通路在炎癥反應(yīng)和腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮著重要作用，在小鼠的骨髓源性巨噬細胞中發(fā)現(xiàn)，STAT3 的 717 位蘇氨酸可被 O-GlcNAc 修飾，進而下調(diào) STAT3 的磷酸化修飾和 STAT3 依賴的相關(guān)基因表達。E3 泛素連接酶CUL3 可下調(diào) OGT 的表達，主要是通過抑制核因子 E2 相關(guān)因子 2（nuclear factor E2-related factor-2，NRF2）與 OGT 啟動子的結(jié)合，抑制 STAT3 的 O-GlcNAc 修飾[44]。

從上述的研究中可以發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞中的 O-GlcNAc 修飾對炎癥反應(yīng)有著正性調(diào)節(jié)和負(fù)性調(diào)節(jié)的作用，這可能與細胞對葡萄糖的利用、細胞所處的炎癥微環(huán)境以及 NF-κB 和 STAT 信號通路中多種關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子的 O-GlcNAc 修飾密切相關(guān)。

4 中性粒細胞中的 O-GlcNAc 修飾

中性粒細胞在固有免疫中可通過噬菌作用和分泌多種抗菌因子抵御細菌的感染，是機體發(fā)生損傷和感染時最先響應(yīng)的細胞。Kneass 和 Marchase[45]發(fā)現(xiàn)，從健康人全血分離的中性粒細胞在趨化肽甲酰化甲硫氨酸-亮氨酸-苯丙氨酸（formylated Met-Leu-Phe，fMLF）的刺激下，蛋白質(zhì)的 O-GlcNAc 修飾發(fā)生迅速而短暫的升高，在細胞的信號傳導(dǎo)中起到重要作用。當(dāng)中性粒細胞經(jīng)過葡萄糖胺或 PUGNAc 的處理之后，O-GlcNAc 修飾水平的升高不僅能提高中性粒細胞的能動性，而且能增強絲裂原蛋白激酶 p38、p44/42、MKK3/6 和MEK1/2 的活性。此外，多種細胞信號通路蛋白包括 PI3K、Rho 家族的 GTP 酶、Rac 和 ERK1/ERK2 均與中性粒細胞中的 O-GlcNAc 修飾有關(guān)[46]。在一項創(chuàng)傷-出血的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過葡萄糖胺或 PUGNAc 處理之后，作為中性粒細胞浸潤標(biāo)志的骨髓過氧化物酶，與對照組相比明顯降低[47]。但中性粒細胞中 O-GlcNAc 修飾蛋白的鑒定工作尚未有報道。

5 NK 細胞中的 O-GlcNAc 修飾

NK 細胞是一種細胞毒性淋巴細胞，參與細胞的固有免疫和適應(yīng)性免疫。Yao 等[48]發(fā)現(xiàn)，NK 細胞中的 O-GlcNAc 修飾可通過影響 NK 細胞的信號傳導(dǎo)減弱其細胞毒性，而GST-sHLA-G1α 鏈可抑制 NK 細胞中 O-GlcNAc 修飾水平。EZH2 是一種組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶，當(dāng)其活性受抑制時，不僅能夠加快 NK 細胞的成熟，還能提高 NK 細胞殺傷功能，在 EZH2 上已鑒定到 5 個 O-GlcNAc 修飾位點，對該蛋白的穩(wěn)定和功能均有重要作用[49-51]。

6 總結(jié)與展望

過去 30 多年間的研究表明，O-GlcNAc 修飾與多種疾病，如糖尿病、癌癥、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等關(guān)系密切。在動物模型中，OGT 和（或）OGA 的缺失都有致死性。O-GlcNAc 糖基化的動態(tài)修飾與免疫代謝的調(diào)節(jié)密切相關(guān)，影響免疫細胞的增殖、分化、成熟、活化、腫瘤發(fā)生等。但免疫細胞中的 O-GlcNAc 修飾相關(guān)研究相較于其他疾病依然較少，主要集中在對 T 細胞的研究。許多參與固有免疫和適應(yīng)性免疫信號調(diào)節(jié)的關(guān)鍵分子，包括 NOD2、TAB1、CaMKIV 等均被 O-GlcNAc 修飾，但這些蛋白在免疫細胞中與 O-GlcNAc 修飾相關(guān)機制研究數(shù)據(jù)很少。長期以來，對 O-GlcNAc 修飾的研究進展一直很慢，主要有以下幾方面：①對于胞核胞漿組分中的糖基化修飾仍未有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；②O-GlcNAc 修飾作為一種單糖修飾，分子量小且不帶電荷，它的添加和移除在 SDS-PAGE 上并不會有明顯的遷移，也成為鑒定位點工作的技術(shù)瓶頸；③細胞中存在高水平的水解酶，當(dāng)細胞受損或被裂解時，O-GlcNAc 修飾容易被移除；④O-GlcNAc 多位點修飾鑒定的技術(shù)難題。近年，隨著檢測 O-GlcNAc 修飾單克隆抗體的發(fā)展，“點擊化學(xué)”的應(yīng)用，更精密的質(zhì)譜技術(shù)（如 HCD、ETD）的研發(fā)，使得對 O-GlcNAc 修飾的研究能夠突破技術(shù)的瓶頸。在未來的研究中，將會幫助我們理解 O-GlcNAc 修飾在免疫細胞中的作用機制。

[1] Uhlén M, Fagerberg L, Hallstr?m BM, et al. Proteomics. Tissue-based map of the human proteome. Science, 2015, 347(6220):1260419.

[2] Khoury GA, Baliban RC, Floudas CA. Proteome-wide post-translational modification statistics: frequency analysis and curation of the swiss-prot database. Sci Rep, 2011, 1, srep00090.

[3] Cummings RD, Pierce JM. The challenge and promise of glycomics. Chem Biol, 2014, 21(1):1-15.

[4] Torres CR, Hart GW. Topography and polypeptide distribution of terminal N-acetylglucosamine residues on the surfaces of intact lymphocytes. Evidence for O-linked GlcNAc. J Biol Chem, 1984, 259(5):3308-3317.

[5] Kreppel LK, Hart GW. Regulation of a cytosolic and nuclear O-GlcNAc transferase. Role of the tetratricopeptide repeats. J Biol Chem, 1999, 274(45):32015-32022.

[6] Zachara NE, Vosseller K, Hart GW. Detection and analysis of proteins modified by O-linked N-acetylglucosamine. Curr Protoc Protein Sci, 2011, Chapter 12:Unit12.8.

[7] Teo CF, Wollaston-Hayden EE, Wells L. Hexosamine flux, the O-GlcNAc modification, and the development of insulin resistance in adipocytes. Mol Cell Endocrinol, 2010, 318(1-2): 44-53.

[8] Ruan HB, Singh JP, Li MD, et al. Cracking the O-GlcNAc code in metabolism. Trends Endocrinol Metab, 2013, 24(6): 301-309.

[9] Yang X, Qian K. Protein O-GlcNAcylation: emerging mechanisms and functions. Nat Rev Mol Cell Biol, 2017, 18(7):452-465.

[10] Zachara N, Akimoto Y, Hart GW. The O-GlcNAc modification//Varki A, Cummings RD, Esko JD, et al. Essentials of glycobiology [Internet]. 3rd ed. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2015-2017:Chapter 19.

[11] Swamy M, Pathak S, Grzes KM, et al. Glucose and glutamine fuel protein O-GlcNAcylation to control T cell selfrenewal and malignancy. Nat Immunol, 2016, 17(6):712-720.

[12] Shah DK, Zú?iga-Pflücker JC. An overview of the intrathymic intricacies of T cell development. J Immunol, 2014, 192(9):4017- 4023.

[13] O'Donnell N, Zachara NE, Hart GW, et al. Ogt-dependent X-chromosome-linked protein glycosylation is a requisite modification in somatic cell function and embryo viability. Mol Cell Biol, 2004, 24(4):1680-1690.

[14] Machacek M, Slawson C, Fields PE. O-GlcNAc: a novel regulator of immunometabolism. J Bioenerg Biomembr, 2018, 50(3):223-229.

[15] Kearse KP, Hart GW. Lymphocyte activation induces rapid changes in nuclear and cytoplasmic glycoproteins. Proc Natl Acad Sci U S A, 1991, 88(5):1701-1705.

[16] Mayya V, Dustin ML. What scales the T cell response? Trends Immunol, 2016, 37(8):513-522.

[17] Huang JB, Clark AJ, Petty HR. The hexosamine biosynthesis pathway negatively regulates IL-2 production by Jurkat T cells. Cell Immunol, 2007, 245(1):1-6.

[18] Golks A, Tran TT, Goetschy JF, et al. Requirement for O-linked N-acetylglucosaminyltransferase in lymphocytes activation. EMBO J, 2007, 26(20):4368-4379.

[19] Lund PJ, Elias JE, Davis MM. Global analysis of O-GlcNAc glycoproteins in activated human T cells. J Immunol, 2016, 197(8): 3086-3098.

[20] Fiebich BL, Collado JA, Stratz C. Pseudoephedrine inhibits T-cell activation by targeting NF-κB, NFAT and AP-1 signaling pathways. Immunopharmacol Immunotoxicol, 2012, 34(1):98-106.

[21] Preston GC, Sinclair LV, Kaskar A, et al. Single cell tuning of Myc expression by antigen receptor signal strength and interleukin-2 in T lymphocytes. EMBO J, 2015, 34(15):2008-2024.

[22] Ramakrishnan P, Clark PM, Mason DE, et al. Activation of the transcriptional function of the NF-kappaB protein c-Rel by O-GlcNAc glycosylation. Sci Signal, 2013, 6(290):ra75.

[23] Wang R, Dillon CP, Shi LZ, et al. The transcription factor Myc controls metabolic reprogramming upon T lymphocyte activation. Immunity, 2011, 35(6):871-882.

[24] Lopez Aguilar A, Gao Y, Hou X, et al. Profiling of protein O-glcNAcylation in murine CD8+ effector- and memory-like T cells. ACS Chem Biol, 2017, 12(12):3031-3038.

[25] Liu R, Ma X, Chen L, et al. MicroRNA-15b suppresses Th17 differentiation and is associated with pathogenesis of multiple sclerosis by targeting O-GlcNAc transferase. J Immunol, 2017, 198(7): 2626-2639.

[26] Tsokos GC, Nambiar MP, Juang YT. Activation of the Ets transcription factor Elf-1 requires phosphorylation and glycosylation: defective expression of activated Elf-1 is involved in the decreased TCR zeta chain gene expression in patients with systemic lupus erythematosus. Ann N Y Acad Sci, 2003, 987:240-245.

[27] Juang YT, Solomou EE, Rellahan B, et al. Phosphorylation and O-linked glycosylation of Elf-1 leads to its translocation to the nucleus and binding to the promoter of the TCR zeta-chain. J Immunol, 2002, 168(6):2865-2871.

[28] Hanover JA, Chen W, Bond MR. O-GlcNAc in cancer: an oncometabolismfueled vicious cycle. J Bioenerg Biomembr, 2018, 50(3):155-173.

[29] Shi Y, Tomic J, Wen F, et al. Aberrant O-GlcNAcylation characterizes chronic lymphocytic leukemia. Leukemia, 2010, 24(9):1588-1598.

[30] Freund P, Kerenyi MA, Hager M, et al. O-GlcNAcylation of STAT5 controls tyrosine phosphorylation and oncogenic transcription in STAT5-dependent malignancies. Leukemia, 2017, 31(10):2132-2142.

[31] Pieper K, Grimbacher B, Eibel H. B-cell biology and development. J Allergy Clin Immunol, 2013, 131(4):959-971.

[32] Wu JL, Chiang MF, Hsu PH, et al. O-GlcNAcylation is required for B cell homeostasis and antibody responses. Nat Commun, 2017, 8(1): 1854.

[33] Wu JL, Wu HY, Tsai DY, et al. Temporal regulation of Lsp1 O-GlcNAcylation and phosphorylation during apoptosis of activated B cells. Nat Commun, 2016, 7:12526.

[34] Golks A, Guerini D. The O-linked N-acetylglucosamine modification in cellular signalling and the immune system. 'Protein modifications: beyond the usual suspects' review series. EMBO Rep, 2008, 9(8):748- 753.

[35] Niiro H, Clark EA. Regulation of B-cell fate by antigen-receptor signals. Nat Rev Immunol, 2002, 2(12):945-956.

[36] Schweighoffer E, Vanes L, Nys J, et al. The BAFF receptor transduces survival signals by co-opting the B cell receptor signaling pathway. Immunity, 2013, 38(3):475-488.

[37] Zhang B, Zhou P, Li X, et al. Bitterness in sugar: O-GlcNAcylation aggravates pre-B acute lymphocytic leukemia through glycolysis via the PI3K/Akt/c-Myc pathway. Am J Cancer Res, 2017, 7(6):1337- 1349.

[38] Pham LV, Bryant JL, Mendez, et al. Targeting the hexosamine biosynthetic pathway and O-linked N-acetylglucosamine cycling for therapeutic and imaging capabilities in diffuse large B-cell lymphoma. Oncotarget, 2016, 7(49):80599-80611.

[39] Ginhoux F, Jung S. Monocytes and macrophages: developmental pathways and tissue homeostasis. Nat Rev Immunol, 2014, 14(6):392- 404.

[40] Hwang SY, Hwang JS, Kim SY, et al. O-GlcNAcylation and p50/p105 binding of c-Rel are dynamically regulated by LPS and glucosamine in BV2 microglia cells. Br J Pharmacol, 2013, 169(7):1551-1560.

[41] Hwang SY, Hwang JS, Kim SY, et al. O-GlcNAc transferase inhibits LPS-mediated expression of inducible nitric oxide synthase through an increased interaction with mSin3A in RAW264.7 cells. Am J Physiol Cell Physiol, 2013, 305(6):C601-C608.

[42] He Y, Ma X, Li D, et al. Thiamet G mediates neuroprotection in experimental stroke by modulating microglia/macrophage polarization and inhibiting NF-κB p65 signaling. J Cereb Blood Flow Metab, 2017, 37(8):2938-2951.

[43] Hwang JS, Kwon MY, Kim KH, et al. Lipopolysaccharide (LPS)-stimulated iNOS induction is increased by glucosamine under normal glucose conditions but is inhibited by glucosamine under high glucose conditions in macrophage cells. J Biol Chem, 2017, 292(5): 1724-1736.

[44] Li X, Zhang Z, Li L, et al. Myeloid-derived cullin 3 promotes STAT3 phosphorylation by inhibiting OGT expression and protects against intestinal inflammation. J Exp Med, 2017, 214(4):1093-1109.

[45] Kneass ZT, Marchase RB. Neutrophils exhibit rapid agonist-induced increases in protein-associated O-GlcNAc. J Biol Chem, 2004, 279(44):45759-45765.

[46] Kneass ZT, Marchase RB. Protein O-GlcNAc modulates motility-associated signaling intermediates in neutrophils. J Biol Chem, 2005, 280(15):14579-14585.

[47] N?t LG, Brocks CA, Vámhidy L, et al. Increased O-linked beta-N-acetylglucosamine levels on proteins improves survival, reduces inflammation and organ damage 24 hours after trauma-hemorrhage in rats. Crit Care Med, 2010, 38(2):562-571.

[48] Yao AY, Tang HY, Wang Y, et al. Inhibition of the activating signals in NK92 cells by recombinant GST-sHLA-G1a chain. Cell Res, 2004, 14(2):155-160.

[49] Yin J, Leavenworth JW, Li Y, et al. Ezh2 regulates differentiation and function of natural killer cells through histone methyltransferase activity. Proc Natl Acad Sci U S A, 2015, 112(52):15988-15993.

[50] Chu CS, Lo PW, Yeh YH, et al. O-GlcNAcylation regulates EZH2 protein stability and function. Proc Natl Acad Sci U S A, 2014, 111(4): 1355-1360.

[51] Lo PW, Shi JJ, Chen CH, et al. O-GlcNAcylation regulates the stability and enzymatic activity of the histone methyltransferase EZH2. Proc Natl Acad Sci U S A, 2018, 115(28):7302-7307.

*同為第一作者

10.3969/j.issn.1673-713X.2018.06.012

國家自然科學(xué)基金（81102850）；廣東醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)院創(chuàng)新團隊項目（201703）

梁一，Email：liangyigdmu@163.com

2018-09-23