人体血浆中N-糖基作为代谢综合征潜在生物标志物的谱型分析

N-glycans play an essential role in recognition determinants in molecule-cell and cell-cell interactions, which take important role in the mediation of cell metabolism. Glycosylation alternations were proved to be associated with diseases such as congenital disorders of glycosylation (CDG), a vary kinds of cancer and inflammation diseases etc. Therefore, N-glycome is becoming the frontier of research on disease-related biomarkers. To understand the characteristics of N-glycan structures and plasma concentrations in general Chinese population, we performed a baseline study of plasma N-glycome in Han Chinese individuals by the high-throughput N-glycans profiling methods for the first time. From the N-glycome level, we analyzed the relationship of the components of metabolic syndrome (MetS), e.g. blood pressure, glucose, blood fat and body mass parameters with the N-glycan structures and the levels of plasma N-glycans. In addition, we compared the N-glycan levels between normal group of MetS related factors and abnormal group to further understand the pathological mechanism of chronic diseases and identify the N-glycan biomarkers for early diagnosis.

N-糖基在分子-细胞，细胞-细胞的相互作用中起到重要的信号识别、介导作用，参与人体内细胞代谢调控过程。研究表明，人体血浆中N-糖基与先天性糖基化修饰障碍相关疾病、多种肿瘤、慢性炎症等疾病具有显著关联。N-糖基组学迅速地成为疾病生物标志物研究的前沿学科。为初步了解中国人群血浆N-糖基组的基本特征，本研究在前期工作基础上首次采用高通量的N-糖基检测方法，对中国汉族人群进行血浆N-糖基组学的基线研究。从糖基组学水平，研究代谢综合征相关因素，如血压、血糖、血脂以及体质指数等，与血浆中聚糖结构及含量的关系，分析代谢综合征相关因素异常人群与正常对照间血浆聚糖水平的差异，为深入理解慢性病的病理机制以及寻找早期诊断的糖基组学分子标志物提供理论依据。

在基金项目的支持下，本研究发现：1) 血浆N-糖基结构水平在不同人群间存在显著差异，与年龄及性别显著相关，同时血浆N-糖基结构含量（如BAMS、Monosialo、FUC-C）可以有效地反映人体代谢状态的变化，可以作为代谢综合征的潜在生物标志物。2) 血浆IgG N-糖基的半乳糖基化和岩藻糖基化与代谢综合征密切相关。代谢综合征患者血浆中IgG糖基化水平的异常表现可以作为其体内炎症反应的中间表型，从而有潜力作为心血管疾病和其他炎性疾病的高敏感预测指标。3) 通过对糖基结构与年龄的关联分析，阐明了多种IgG N-糖基化水平与年龄的相关模式，并建立了基于糖基结构的生物年龄预测模型。研究还发现由此模型得出的生物年龄预测值与多个应用于临床生物衰老及炎性疾病检测的指标（如空腹血糖、天冬氨酸转氨酶）密切相关。这些结果表明，IgG N-糖基化与生物年龄和实际年龄均密切相关，有较大潜力作为一种早期检测和筛查衰老及炎性性疾病的生物标记物。综上所述，课题组认为血浆N-糖基和IgG N-糖基与代谢综合征组分密切相关，可以作为代谢综合征的重要潜在生物标志物，同时也可能作为炎性或自身免疫相关疾病诊断、治疗和预后的分子标志物。.在项目支持下，共计发表SCI论文8篇，参加国际会议3次，培养博士研究生和硕士研究生各4名。