糖質(zhì)(glycan)是生物體系中糖類分子的通稱，是構(gòu)成生命的基本生物分子。糖質(zhì)既可單獨存在，又能與蛋白、脂質(zhì)等形成結(jié)構(gòu)豐富的糖綴合物，在生命過程中發(fā)揮重要作用，與人類健康和疾病密切相關(guān)。解析“糖質(zhì)密碼(glycocode)”為重大疾病的診療與防治提供理論依據(jù)，為生物醫(yī)藥發(fā)展奠定基礎(chǔ)。其中體液中的“糖質(zhì)密碼(glycocode)”可能潛藏著未知的疾病診斷的生物標志物?；谫|(zhì)譜的糖蛋白質(zhì)組學方法為我們在體液中篩選潛在糖肽和糖蛋白質(zhì)作為診斷標志物。
血液樣本是臨床最常見的檢測樣本，血液中包含了蛋白質(zhì)、代謝物、免疫細胞等，血液分子的動態(tài)變化反映了身體健康或疾病狀態(tài)。目前臨床上常用的血液中的腫瘤診斷標志物包括甲型胎兒蛋白 (AFP)、癌胚胎抗原 (CEA)、及胰癌胚胎抗原 (pancreatic oncofetal antigen) 、CA50、CA-72-4、CA-125、CA-150、CA-153、CA-199、及鱗狀上皮癌關(guān)聯(lián)抗原 (SCC) 等。這些蛋白質(zhì)全是糖蛋白，這提示我們研究血液中的糖蛋白質(zhì)有可能發(fā)現(xiàn)新型腫瘤標志物。
1. 血液中的糖蛋白
中國科學院大連化學物理研究所葉明亮研究員團隊和空軍軍醫(yī)大學聶勇戰(zhàn)教授團隊等合作，開發(fā)了一種位點特異性糖型的高穩(wěn)健蛋白質(zhì)組分析系統(tǒng)，對278例臨床樣本進行N-糖基化蛋白質(zhì)組的規(guī)?；治?，篩選并驗證了可診斷胃癌尤其是早期胃癌的新型蛋白質(zhì)糖基化類生物標志物，為N-糖基化蛋白質(zhì)組的規(guī)?；治鎏峁┝艘环N分析工具。這一結(jié)果“Robust Glycoproteomics Platform Reveals a Tetra-Antennary Site-Specific Glycan Capping with Sialyl-Lewis Antigen for Early Detection of Gastric Cancer”于2024年發(fā)表在《Advanced Science》。
該文通過N-糖蛋白組學發(fā)現(xiàn)血清位點特異性聚糖生物標志物的工作流程如下(圖1)：用全自動HPLC-HILIC方法富集血清N-糖肽，用穩(wěn)定的微流LC-MS/MS系統(tǒng)檢測，并用高靈敏度的Glyco-Decipher軟件進行鑒定。通過糖蛋白組學分析從發(fā)現(xiàn)和驗證隊列中確定位點特異性糖生物標志物候選物，然后使用靶向策略(PRM)在驗證隊列中確認。
2. 血液中的IgG
IgG抗體家族是適應性免疫的重要組成部分。IgG的糖基化維持其結(jié)構(gòu)完整性并調(diào)節(jié)其效應功能。近年來研究發(fā)現(xiàn)，血液中的IgG的糖基化修飾與疾病狀態(tài)高度相關(guān)，如表1所示，在自身免疫性、感染性以及惡性疾病中均發(fā)現(xiàn)IgG的糖基化修飾的異常。
表1 IgG糖的組成及其在疾病中的變化
我司在國內(nèi)外糖蛋白質(zhì)組學技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出了一套以ZIC-HILIC方法富集血清N-糖肽、SCE-LC-MS/MS、pGlyco/pGlycoQuant、人工智能數(shù)據(jù)篩選以及PRM驗證為核心的一整套糖蛋白質(zhì)組學研究策略，從而不僅實現(xiàn)高通量的糖蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)采集，更能高效篩選出生物標志和疾病靶點，助力于服務于精準醫(yī)學的新的診療靶點，從而揭開生命與健康的“糖質(zhì)密碼“。
