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多形性胶质母细胞瘤（GBM）是常见恶性原发性脑肿瘤，目前对其糖蛋白组了解不足。研究人员开展 GBM 癌旁和癌组织的蛋白质组及 N - 糖蛋白组分析，发现 N - 糖基化异质性、唾液酸化和岩藻糖基化改变，为 GBM 治疗和检测提供了有价值信息。
多形性胶质母细胞瘤（Glioblastoma multiforme，GBM）是原发性脑肿瘤中最为常见且恶性程度极高的一种。它就像大脑中的 “恶魔”，具有快速增殖、弥漫性浸润的特点，患者预后极差。即便当前采用手术切除、放疗并结合替莫唑胺（TMZ）化疗的标准治疗方案，患者的无进展生存期仅为 6.2 - 7.5 个月，总生存期也只有 14.6 - 16.7 个月。
尽管在多组学研究方面投入了大量精力，试图剖析 GBM 异常的分子机制和细胞通路，但对其糖蛋白组的认知仍十分有限。而糖基化作为重要的蛋白质翻译后修饰（PTMs），在调节细胞增殖、肿瘤相关通路，以及促进肿瘤免疫调节和转移等过程中发挥着不可或缺的作用。异常糖基化与胶质瘤细胞的多种生物学行为密切相关，因此深入探究 GBM 的糖蛋白组，对于揭示其发病机制、寻找新的治疗靶点和检测策略至关重要。
西北大学等机构的研究人员开展了相关研究，他们对 GBM 患者的癌旁和癌组织进行了综合蛋白质组和 N - 糖蛋白组分析，旨在揭示糖蛋白丰度差异以及由完整糖肽模式定义的位点特异性 N - 糖基化模式。该研究成果发表在《Clinical Proteomics》上。
研究人员采用了多种关键技术方法：首先从空军军医大学唐都医院获取 3 对 GBM 及癌旁组织样本；接着进行蛋白质提取和胰蛋白酶消化；利用混合阴离子交换（MAX）柱富集完整糖肽；通过液相色谱 - 串联质谱（LC - MS/MS）进行分析；运用特定软件对蛋白质和完整糖肽进行鉴定与定量；还开展了凝集素印迹实验和生物信息学分析。
研究结果如下：
- 完整糖肽定量分析：研究人员运用无标记定量（LFQ）方法，对 GBM 和癌旁组织样本进行综合蛋白质组和糖蛋白组分析。共鉴定出 1863 个糖肽，其中 1129 个在两组中均存在，GBM 组特有 413 个，癌旁组特有 321 个。这些糖肽包含 161 种 N - 连接聚糖组成，修饰在 326 个独特糖基化位点，且大多（96%）糖基化位点含 N - X - S/T 基序（X 代表除脯氨酸外的任意氨基酸）。
- 位点特异性 N - 糖基化分析：对 GBM 和癌旁组织位点特异性 N - 糖基化分析发现，近一半（51.7%）糖基化位点仅被复杂聚糖修饰。从肽谱匹配（PSM）数来看，大部分糖基化位点（88.3%）被复杂聚糖修饰，同时 55.2%、65.9% 和 40.4% 的糖基化位点分别被岩藻糖基化（Fuc）、唾液酸化（Sia）及二者共同修饰。同一蛋白质上特定糖基化位点可被多种聚糖修饰，存在位点异质性，如表皮生长因子受体（EGFR）的不同糖基化位点修饰情况各异。
- 差异表达糖肽功能分析：进一步筛选 PSM 数≥5 的完整糖肽，鉴定出 396 个来自 43 种糖蛋白的糖肽在癌旁组织和 GBM 中存在差异表达。差异表达糖肽占比达 73.5%，其中 153 个在 GBM 中显著上调，138 个显著下调。KEGG 和 GO 分析显示，差异表达糖肽涉及细胞 - 细胞黏附、细胞 - 基质黏附等功能，上调糖肽与 PI3K - Akt 信号通路相关，下调糖肽与细胞金属离子稳态相关。
- 糖基化位点和聚糖改变分析：对比完整糖肽和相应蛋白质水平变化，计算标准化糖基化改变。发现许多糖肽（43.9%）变化超出 0.5 - 2 区间，部分糖肽仅在蛋白质水平或糖基化水平改变，部分在两者水平均有改变。如神经营养受体酪氨酸激酶 2（NTRK2）蛋白质水平无显著变化，但特定糖基化位点 NTRK_Asn - 58 在 GBM 中差异显著；张力蛋白 1（TNS1）的糖基化位点和聚糖类型变化影响其糖蛋白丰度。
- 唾液酸化和核心岩藻糖基化改变分析：分析整体糖基化水平差异发现，在定量糖肽和差异表达糖肽中，复杂聚糖占比最高，而岩藻糖基化和 / 或唾液酸化聚糖在 GBM 上调和下调糖肽中的比例均显著增加。凝集素印迹实验表明，GBM 中小分子量蛋白的岩藻糖水平上调，唾液酸相关结构有升有降，复杂聚糖水平整体降低。
研究结论和讨论部分指出，该研究全面描绘了 GBM 和癌旁组织糖蛋白组学特征，揭示了位点特异性 N - 糖基化模式，以及唾液酸化和岩藻糖基化改变的多种因素。研究发现的糖基化位点和聚糖变化对 GBM 的诊断、监测及治疗靶点开发具有重要意义，为理解 GBM 生物学特性和发病机制提供了新视角。然而，研究样本数量较少，一定程度上增加了肿瘤异质性影响，后续需收集更多样本并在细胞水平进一步研究验证。
