国立成功大学团队揭示糖基化缺陷的IL-6调控肺癌进展及耐药的新机制

研究人员发现肺癌中IL6的N-糖基化缺陷会诱导癌细胞转移和对表皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs）产生耐药性，揭示了其潜在机制，为

肺癌治疗提供了新的理论依据和潜在靶点。

研究背景：

白细胞介素-6（IL6）在肺癌的发生和发展中扮演重要角色。IL6通过与其受体IL6Rα结合，激活GP130-JAK-STAT3信号通路，从而调控

免疫反应和癌症的病理过程。在非小细胞肺癌（NSCLC）中，IL6水平的升高与患者预后不良相关。此外，IL6还通过激活ERK、AKT和SRC-YAP

等信号通路，调节多种生物学过程。

研究内容

研究方法:

1. 细胞实验：研究人员通过构建不同N-糖基化位点突变的IL6，并在细胞中表达这些突变体，发现N-糖基化缺陷的IL6显著改变了STAT3的磷酸化水平
   和细胞内定位。
2. 动物模型：在体内实验中，deNG-IL6显著促进了肺癌细胞的转移能力。
3. 临床样本分析：研究发现，奥希替尼耐药的肺癌细胞分泌大量deNG-IL6，这与N-糖基转移酶基因表达降低有关。通过分析临床样本的转录组数据，
   进一步证实deNG-IL6与肺癌耐药性相关。

主要研究结果：

1. IL-6的N-糖基化修饰

图2  肺癌细胞中IL-6的N-糖基化修饰

从肺癌患者恶性胸腔积液（MPE）中分离的肺腺癌细胞和多种肺癌细胞系分泌的 IL6 存在两种形式（H-IL6和L-IL6，重链/轻链），且H/L比值于

不同细胞系间存在差异。GSEA分析发现与N-糖基化过程相关的基因在癌症组织中富集。抑制剂处理和酶切实验等证实H-IL6的形成依赖于

N-糖基化修饰。

2.  N-糖基化IL6促进酪氨酸磷酸化STAT3的核滞留而deNG-IL6诱导EMT的基因特征

图3 N-糖基化IL6促进酪氨酸磷酸化STAT3的核滞留

研究者预测了两个潜在的N-糖位点（N73和N172）和四个可能的O-糖位点（T166，T171，T170和S174）存在于hIL 6中。MS结果表明聚糖链位于

N73、N172和T170，结合通过WB结果分析确定了IL6聚糖链的主要附着位点是N73 + T170，而非N172 + T170。

构建野生型和突变型IL6质粒转染细胞，发现N73Q-IL6缺失H-IL6条带，表明N73位点的糖基化对IL6功能有重要影响。构建野生型和突变型IL6

质粒转染细胞，发现N73Q-IL6缺失H-IL6条带，表明N73位点的糖基化对IL6 功能有重要影响。与N73Q-IL6相比，NG-IL6可促进STAT3的酪氨酸

磷酸化和核滞留，延长STAT3激活时间；而N73Q-IL6则诱导 STAT3激活时间缩短，并改变下游信号偏好，激活SRC-YAP-SOX2轴；此外，N73Q

-IL6可诱导上皮-间质转化（EMT）相关基因表达，促进肺癌细胞的迁移和侵袭能力，在体内可增强肺癌细胞的转移能力，且这些作用可被针对

SRC、YAP 和SOX2的抑制剂或shRNAs抑制；

图4 deNG-IL6诱导非小细胞肺癌的EMT、迁移和转移

此外，EGFR-TKI处理可诱导deNG-IL6的增加，IL6糖基化状态的这种变化可以将GP130受体的下游信号传导从JAK-STAT 3切换到SRC-YAP-SOX2。

同时，具有高水平deNG-IL6的肺癌细胞倾向于具有EMT相关特性，可转移到其他器官，

并表现出对EGFR-TKI的抗性。

图5 deNG-IL6将GP130信号偏好从JAK-STAT3切换到SRC-YAP轴

图6 SOX2参与deNG-IL6诱导SRC-YAP轴驱动的肿瘤细胞迁移和转移

3. Osimertinib诱导deNG-IL6的表达及SRC-YAP-OX2轴的激活

长期使用EGFR-TKI Osimertinib治疗可诱导NG-IL6表达减少和deNG-IL6升高，从而导致肺癌细胞对EGFR-TKI产生耐药性。

图7 Osimertinib诱导deNG-IL6的表达和随后SRC-YAP-OX2轴的激活

阻断IL6的受体GP130和GP80后，各种细胞系中由WT-IL6和N73 Q-IL6所诱导的STAT 3活性降低，而SRC-YAP轴信号的激活增加，这些数据表明 OR

细胞分泌的deNG-IL6不仅维持细胞存活，也有利于细胞迁移。

4. EGFR-TKI耐药的NSCLC患者表现出高deNG-IL6表达和从JAK-STAT3到SRC-YAP的轴信号移位

为了证明deNG-IL6在NSCLC患者中的存在，研究从对EGFR TKIs具有na?ve（治疗前）或耐药（发生耐药后）的患者的MPE中分离出MPECs，

na?ve MPECs分泌H-IL6 多于 L-IL6，而在EGFR TKIs耐药MPECs中则相反。同时，RNA测序的富集结果表明，N-糖基化过程在OSTu中增强

而在ORTu中减弱。

图9 EGFR-TKI耐药的NSCLC患者表现出高deNG-IL6表达和从JAK-STAT3到SRC-YAP的轴信号移位

EGFR-TKI 耐药患者的MPECs中deNG-IL6比例增加，且肿瘤组织中STAT3信号减弱，SRC信号增强，进一步证明了deNG-IL6与耐药和转移的相关

性临床样本分析显示，EGFR-TKI 耐药患者的MPECs中deNG-IL6比例增加，且肿瘤组织中STAT3信号减弱，SRC信号增强，

进一步证明了deNG-IL6与耐药和转移的相关性。

研究结论：

1. 在NSCLC中，IL6主要在N73位点发生N-糖基化修饰，该修饰影响其下游信号通路的激活，N-糖基化缺陷的IL6可诱导EMT、迁移、转移和耐药。

2. EGFR-TKI治疗可降低肺癌细胞中N-糖基化相关酶的表达，导致IL6的N-糖基化减少，进而激活SRC-YAP-SOX2轴，促进癌细胞的可塑性和耐药性。

3. 监测IL6的糖基化状态可能有助于预测肺癌的进展和EGFR-TKI耐药性，为肺癌的治疗提供新的潜在靶点和生物标志物。

研究意义

参考文献

Hung C, Wu S, Yao C D, et al. Defective N-glycosylation of IL6 induces metastasis and tyrosine kinase inhibitor resistance in lung cancer[J]. 

Nat Commun, 2024,15(1):7885.