褪黑素有助于维持昼夜节律，发挥抗癌活性，并在调节葡萄糖稳态和能量代谢中起关键作用。糖基化是葡萄糖或其他单糖代谢的一种形式，是一种常见的翻译后修饰。糖基化异常，尤其是O-GlcN酰化，往往是癌细胞的生物标志物。在本研究中，褪黑素治疗可以抑制膀胱癌组织中O-GlcNAc水平的升高。褪黑素可抑制膀胱癌细胞的增殖和迁移，促进细胞凋亡。

褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)是一种天然存在的吲哚化合物，主要由松果体在睡眠时合成和分泌。它在大脑中帮助维持生理过程的昼夜节律的功能是众所周知的。褪黑激素也存在于其他组织中，越来越多的证据表明它具有多种生理和药理作用，包括抗炎、抗肿瘤、抗氧化和延缓衰老。在其抗增殖和促凋亡作用的基础上，褪黑素可以抑制某些类型的癌症的生长。它可以通过调节Bcl-2、caspase-3和caspase-9的表达促进细胞凋亡，通过PI3K/AKT途径抑制肿瘤细胞增殖，通过限制癌细胞进入血管系统，阻止癌细胞在远处形成继发生长，从而抑制肿瘤转移相关的分子过程。在索拉非尼和阿霉素等抗癌药物的联合治疗中，褪黑素在体外和体内都显示出很强的抗癌作用。

褪黑素在调节葡萄糖稳态和能量代谢中起着关键作用。褪黑激素水平的降低会导致胰岛素抵抗、葡萄糖耐受和其他代谢参数的改变，而补充褪黑激素则通过恢复GLUT4基因的表达来增强葡萄糖耐量。葡萄糖是碳水化合物代谢中的主要单糖，是大多数生物体的主要能源，可以转化为所有其他用于糖基化的糖。

糖基化是一种非常常见的翻译后修饰。糖基化异常与肿瘤进展和转移密切相关。O-连接的β-N-乙酰氨基葡萄糖(O-GlcN-Aegarization)是一种与丝氨酸和/或苏氨酸残基的羟基结合的蛋白质糖基化，是一种独特的碳水化合物翻译后修饰。与其他复杂的糖基化不同，Ser/Thr上的O-GlcNAc通常不会进一步延长。在哺乳动物细胞中，β-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶分别负责GlcNAc部分的添加和去除。O-GlcNacylated蛋白不仅在细胞质和细胞核中特别丰富，而且在大多数细胞内都存在。O-GlcN酰化已在许多蛋白质物种中被证实，并与蛋白质磷酸化表现出复杂的串音。O-GlcN酰化异常常参与细胞增殖、侵袭和转移等生物合成和代谢途径的调节和功能。

为了阐明O-GlcN酰化在褪黑素抑制肿瘤生长中的作用，作者测定了膀胱癌组织中O-GlcNAc的水平，然后用褪黑素处理膀胱癌细胞。细胞增殖和迁移减少，O-GlcNAc水平降低，并探讨了褪黑素导致YTS-1细胞O-GlcNAc水平下降的机制。蛋白质组和糖蛋白组学分析显示细胞周期蛋白依赖性类激酶5(CDK5)表达异常。体内外实验表明，褪黑素抑制CDK5的O-GlcNAc修饰，T246的O-GlcNAc位点对CDK5有重要作用。