Abstract The role of aberrant glycosylation in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) remains an under-investigated area of research. In this study, we determined that the ST6GAL1 sialyltransferase, which adds α2,6-linked sialic acids to N -glycosylated proteins, is upregulated in patients with early-stage PDAC, and further increased in advanced disease. A tumor-promoting function for ST6GAL1 was elucidated using tumor xenograft models with human PDAC cells. Additionally, we developed a genetically-engineered mouse (GEM) with transgenic expression of ST6GAL1 in the pancreas, and found that mice with dual expression of ST6GAL1 and oncogenic KRAS G12D have greatly accelerated PDAC progression and mortality compared with mice expressing KRAS G12D alone. As ST6GAL1 imparts progenitor-like characteristics, we interrogated ST6GAL1’s role in acinar to ductal metaplasia (ADM), a process that fosters neoplasia by reprogramming acinar cells into ductal, progenitor-like cells. We confirmed that ST6GAL1 promotes ADM using multiple models including the 266-6 cell line, GEM-derived organoids and tissues, and an in vivo model of inflammation-induced ADM. EGFR is a key driver of ADM and is known to be activated by ST6GAL1-mediated sialylation. Importantly, EGFR activation was dramatically increased in acinar cells and organoids from mice with transgenic ST6GAL1 expression. These collective results highlight a novel glycosylation-dependent mechanism involved in early stages of pancreatic neoplasia.

Summary The gut plays a key role in regulating metabolic health. Dietary factors disrupt intestinal physiology and contribute to obesity and diabetes, whereas bariatric procedures such as vertical sleeve gastrectomy (VSG) cause gut adaptations that induce robust metabolic improvements. However, our understanding of these adaptations at the cellular and molecular levels remains limited. In a validated murine model, we leverage single-cell transcriptomics to determine how VSG impacts different cell lineages of the small intestinal epithelium. We define cell type-specific genes and pathways that VSG rescues from high-fat diet perturbation and characterize additional rescue-independent changes brought about by VSG. We show that Paneth cells have increased expression of the gut peptide Reg3g after VSG. We also find that VSG restores pathways pertaining to mitochondrial respiration and cellular metabolism, especially within crypt-based cells. Overall, our study provides unprecedented molecular resolution of VSG’s therapeutic effects on the gut epithelium.