糖组学分析新技术及其在原发性肝癌生物标志物研究中的应用

In decades, glycosylation has attracted more and more attentions both from biological research and pharmaceutical due to its highly impacts on variable bio-processes. However, the developments and applications of glycomics are restricted by current inadequate analytical methods.. In this project, novel glycomics analytical technique based on new derivation strategy will be established. The new technique will be well designed and optimized step by step to guarantee outstanding performances. Comparing to the traditional strategies, higher separation efficiency, detection sensitivity, quantification accuracy, and safety will be acquired by the new technique, which promises further glycomics development and application. A new glycomics database will be constructed on the N-glycans in source CID fragments which is believed to enhance the qualification efficiency and accuracy sharply.. Early diagnosis is crucial for Hepatocellular Carcinoma (HCC) treatment and prognosis. The research to seek sensitive and accurate HCC biomarkers will be developed by the novel glycomics analytical technique, in order to establish potential new standards and to improve the diagnosis and treatment of HCC in China.

近年来蛋白质糖基化修饰在生命过程中的作用受到了极大的关注。糖组学成为解读蛋白质功能、探索细胞调控过程、了解生命体运行机制的重要手段，是后基因组时代中生命研究的重要环节。但由于糖组学分析技术发展滞后，制约了糖组学的发展与应用。. 本课题拟基于全新衍生化手段，具有针对性地设计、开发新型糖组学分析技术，并通过研究糖源内裂解规律建立结构特异性更好的糖组学数据库。这一系列全新的糖组学分析技术将在检测灵敏度、定性效率与特异性、定量准确性、分析速度、分析成本等多个方面实现对现有方法的突破，满足糖组学研究与应用的需要，为糖组学的发展提供坚实的基础。同时，本课题拟以此为基础开展原发性肝癌生物标志物研究,为该疾病的早期诊断提供新的临床指标与诊断方法，为原发性肝癌治疗新靶点的研究提供新的思路与方法，提高我国原发性肝癌诊疗水平。

糖是构成生命体的四种最基本生物分子之一，除了作为生命体最基本的构成材料外，糖在细胞间的相互识别、相互作用中也起着非常重要的作用。蛋白质糖基化是蛋白质翻译过程中最广泛也是最重要的修饰类型之一，蛋白质糖基化水平与蛋白质结构、功能之间关系越来越多的收到各方的关注。然而，与糖组学受到的重视程度并不相 匹配的是，糖组学的研究并没有如其他组学那样得到爆炸式的发展，真正有能力开展糖组学研究的课题组并不多。这一状况在国内更是明显，目前只有为数不多的几个课题组进行了糖组学方面的探索。不成熟的糖组学分析技术是目前糖组学研究程度与关注度之间巨大的落差主要原因。本研究建立一种全新的基于高效、稳定、简便、安全、绿色的糖衍生化技术的HPLC-MS糖组学分析技术，并应用于糖组学研究。该技术包括生物样品中N-连接糖的提取、纯化等预处理方法，新型糖衍生化技术，基于HPLC-MS的糖分析技术，基于稳定同位素标记的相对定量技术。该技术衍生化条件温和、简便、避免了糖结构损伤的可能，前处理简洁，检测灵敏度高，定量精密度高。新技术同时实现糖的快速定性与准确定量，在目前糖组学研究中处于前沿位置。并针对目前基于液相保留时间与分子量构建的糖组学数据库在定性分析过程中所遇到的重现性差、定性效率低、准确性欠佳等问题，基于糖样品源内裂解碎片组成与丰度的规律，构建全新的糖组学数据库。我们建立的N-糖基化分析方法被应用于原发性肝癌潜N-糖生物标志物的探索，通过对不同病程的肝病患者血清中N-糖组成的分析，我们发现了12种与肝病病程发展有着显著联系的N-糖。这些N-糖在原发性肝癌断和肝硬化的诊断过程中都具有较好的灵敏度和特异性，而且研究显示，这些N-糖在AFP阴性的原发性肝癌的诊断过程中具有更高的特异性和灵敏度。本研究的成果将为原发性肝癌的发病机制的研究与早诊方法的探索提供可靠的手段与数据支撑。