不同类型子宫疾病的糖组学特征

The uterine diseases, such as inflammation, benign tumor, and precancerous lesions，contribute to infertility and cancer. Theoretically, biological information contents of glycans are much greater than the information in DNAs, RNAs and proteins combined. The glycan information is expected to better reflect the nature of uterine diseases. Thus, we have developed three relatively simple and reliable assays based on the knowledge of glycomics and its clinical applications in cancer diagnosis to quantify the changes of glycans. The monosaccharide compositional analyses of thoroughly hydrolyzed plasmas from patients with different uterine diseases indicate that such simplified glycan data could be used to distinguish uterine inflammation, benign tumor, precancerous lesions， and malignant tumors, which demonstrates the potential usefulness of such information for diagnosis. We propose to test 3000 blood samples from patients with different types of uterine diseases during the next 4 years. We will obtain 3 sets of data including: 1. monosaccharide compositions of normal and patient plasmas after thorough hydrolysis; 2. glycosaminoglycan compositions and quantity in plasmas; 3. disaccharide compositions of glycosaminoglycans in plasmas identified by capillary HPLC-mass spectrometry. Our objective is to identify combinational glycobiomarkers in blood samples that have potential diagnostic uses and to understand molecular bases of glycan formation in different uterine diseases.

子宫疾病（如炎症、良性肿瘤以及癌前病变等）是造成不孕及癌变的重要原因。理论上人体生物糖的信息量远远高于DNA、RNA与蛋白质的生物信息量总和，预期糖生物信息更能反映子宫疾病本质并有可能开发出能区分不同子宫疾病的生物标志物。为此，项目组以糖组学理论为基础，开发出了三个相对简单、可获得子宫疾病血液糖生物标志物的新方法。前期实验结果表明，8种血液单糖组成分析可以区分子宫炎症、良性肿瘤、癌前病变及癌变。因此，研究不同类型子宫疾病的糖组学特征对子宫疾病的筛查与治疗有潜在的理论及临床意义。本项目拟利用已开发的3种方法分析3000例子宫疾病病人血样，从而获取3组数据：①血样降解后的单糖组成；②血样糖胺聚糖的组成与含量；③毛细管HPLC-质谱联用技术鉴定血样中糖胺聚糖的二糖组成及含量；进而构建不同子宫疾病的糖组学特征信息库，从中寻找可用于区分不同子宫疾病的血液糖生物标志物和相应分子机制。

子宫疾病（如炎症、良性肿瘤以及癌前病变等）是造成不孕及癌变的重要原因。人体生物糖包含遗传、饮食、年龄、病史、精神状况等信息，其信息量远远高于核酸与蛋白质的生物信息量总和。开发生物糖为基础的血液标志物更能反映子宫疾病本质并有可能开发出能区分不同子宫疾病及其他上升到系统层面重大疾病的早期诊断、预后及治疗效果监测指标。本项目完成人从事糖生物学研究已有30多年，包括在美国国立卫生研究院、麻省理工学院、哈佛医学院及华盛顿大学医学院学习与工作的24年。自2011年回国工作后，在国家自然科学基金与山东省泰山学者基金的支持下，首次建立了以分析人体血液中8种单糖组成为基础的简单快速的糖指纹技术，发现血液糖指纹分析结果同时包含系统与疾病的发生发展特征，此技术于2015年获得中国发明专利授权。项目完成人在2016年作为高层次引进人才在青岛大学附属医院进行了新型糖指纹技术的应用与开发，同年获得了此面上基金的支持。本团队对86种疾病包括各类子宫疾病、心脑血管病、癌症、糖尿病等重大疾病进行了糖指纹分析，结果表明，糖指纹技术是一项中国拥有全部知识产权的疾病早期检测、 预后、 治疗效果监测的血液检测方法，是国际首创的简单、快速、定量的包含系统与疾病特征的血液指标。目前作为第一标注基金号的SCI论文有65篇，项目完成人均为通讯作者，申请中国发明专利57项，已获得中国与美国发明专利各一项。将不同疾病、细胞或动物模型的糖指纹研究作为研究课题，14篇毕业论文已通过答辩， 包括博士后2名，博士4名，硕士8名。目前还有博士后12名，博士1名，硕士14名在此基金的支持下完成论文工作。能区分不同子宫疾病的糖指纹标志物大论文目前已投Nature Communications 杂志。