基于亲水作用色谱-串联质谱的人血浆结合珠蛋白糖基化分析研究

The aberrant glycosylation alteration of human plazma protein haptoglobin (Hp) can be utilized for the discovery of novel tumor biomarker with high sensitivity and specificity. The purpose of this project is to establish the Hp glycosylation analysis strategy based on high selective hydrophilic interaction chromatography (HILIC) coupled to full structural mass spectrometry (MS) of Hp glycans,followed by the detailed characterization of the aberrant glycosylation alteration of Hp caused by cancer.First of all,HILIC methods for the separation of Hp entire glycans and glycans attached to each glycosylation site will be developed based on customized hydrophilic stationary phases that have been proved to have high selectivity for the enrichment and separation of oligosaccharides and glycopeptides. Then,qualitative MS methods of glycosidic-bond and cross-ring cleavages of Hp glycans will be developed to aquire the full structural information of Hp glycans, including the monosaccharide composition, sequence, branching, linkage and anomeric configurations. Meanwhile, quantitative MS methods of Hp glycans will be established as well. Finally, the Hp glycosylation analysis strategy will be applied to compare the Hp glycan expression difference between the patients of the hepatocellular carcinoma (HCC) and chronic liver diseases.The project will be helpful to provide the theoretical proof and reseach tools for the screening of HCC biomarkers with high sensitivity and specificity.

癌症能够引起人血浆结合珠蛋白（Hp）的糖基化发生异常改变，这种糖基化异常改变可用于筛查高灵敏度和高特异性的肿瘤生物标志物。本项目旨在建立基于亲水作用色谱（HILIC）的糖链高选择性分离方法以及完整糖链结构质谱分析方法的Hp糖基化分析策略，并对癌症状态下Hp糖基化的异常改变进行深入研究。具体来说，首先发展基于新型亲水性固定相的Hp糖链的HILIC分离方法，以实现Hp总糖链以及各糖基化位点上所连接糖链（尤其是糖链异构体）的高效分离；在此基础上发展糖链糖苷键裂解和环内裂解的质谱方法，获取包括单糖组成、连接顺序、分支、连接方式和异头构型在内的Hp糖链完整结构信息，并建立Hp糖链的定量分析方法。最后采用所建立的Hp糖基化分析策略对肝癌患者和慢性肝病患者血清中的Hp糖链差异性进行分析比较，全面剖析癌症状态下Hp所发生的糖基化异常改变，为高灵敏度和高特异性的肝癌生物标志物筛查提供理论依据和研究方法。

癌症能够引起血清糖蛋白糖基化的异常改变，癌症状态下发生糖基化异常改变的糖蛋白可做为潜在的肿瘤血清标志物。本项目围绕血清肿瘤糖基化标志物发现这一目标，主要开展了两方面的研究工作，即糖基化分析方法发展和血清蛋白质糖基化定性和定量分析。在糖基化分析方法发展方面，我们主要围绕糖肽的选择性富集这一糖基化分析流程中的关键技术环节开展了一系列研究，发展了凝集素亲和色谱和亲水作用色谱等多种类型的糖肽富集材料，并对这些材料进行了富集效果的评价和富集方法的发展，其中一些材料在糖蛋白质组学分析中也得到了应用。在血清蛋白质糖基化分析研究方面，我们在血清糖蛋白质组、糖组以及糖蛋白层面分别开展了多项相关研究，目前已初步建立了可用于临床检测的癌症血清标志物分析方法。本项目的实施为血清肿瘤糖基化标志物的发现提供了可参考的理论依据并奠定了一定的实践基础。