综述：新型糖链相关生物标志物的发现：基于全糖组学和聚焦蛋白质糖组学分析

这篇综述系统介绍了全糖组学分析技术在生物标志物发现中的应用价值。文章重点阐述了N-糖链（N-glycans）、O-糖链（O-glycans）、鞘糖脂（GSLs）和糖胺聚糖（GAGs）等糖缀合物的分析方法创新，特别是唾液酸连接特异性烷基酰胺化（SALSA）技术，及其在非酒精性脂肪肝（NAFLD）和骨关节炎等疾病诊断中的应用。通过整合质谱（MALDI-TOF MS）和高效液相色谱（HPLC）技术，研究者建立了细胞、血清和组织糖链特征的"五边形图谱"可视化系统，为罕见病诊疗提供了新思路。

　　

引言

细胞表面覆盖着被称为糖萼的复杂糖链网络，包含N-糖链、O-糖链、鞘糖脂糖链和糖胺聚糖等多种亚型。这些糖链的表达模式在疾病发生过程中会发生动态变化，但传统方法难以全面解析所有主要糖链的结构和相对浓度。全糖组学分析技术通过整合多种糖缀合物的检测方法，成为发现细胞和临床生物标志物的强大工具。中国仓鼠卵巢细胞（CHO）突变体（Lec1和Lec8）的研究表明，半乳糖基化缺陷会导致O-糖链和GSL-糖链合成减少，同时引发N-糖链从高甘露糖型向复杂型的代偿性转变，凸显了全糖组分析对于理解糖链合成网络的重要性。

全糖组学分析技术

糖链特异性纯化技术

基于糖捕获（glycoblotting）的固相萃取技术通过肼化学选择性捕获还原端醛基，可同时实现唾液酸连接特异性衍生化。SALSA技术通过内酯环开环氨解反应，能在固相上完成α2,3-和α2,6-连接唾液酸的差异化标记，结合MALDI-TOF MS分析可区分唾液酸化糖链异构体。对于难以酶解的O-糖链，微波辅助吡唑酮β-消除（BEP）方法将回收率提升至传统方法的3倍以上。糖胺聚糖则需先经肝素酶/软骨素酶消化为二糖单元，再通过带金刚烷基的反相色谱柱实现17种硫酸化二糖的高通量分离。

全糖组学应用

细胞特征图谱

对18种人类细胞（含4种胚胎干细胞和5种诱导多能干细胞）的分析显示，干细胞特异性标志物SSEA-3/4/5（GSL-糖链）和Tra-1-60/81（O-糖链）在聚类分析中自动归为同一分支。软骨细胞肥大化模型发现，培养第0天与第10/20天的糖组差异主要体现于游离寡糖（fOS）和GSL-糖链的递减趋势。多步肿瘤发生模型揭示，SV40ER转化引发核心岩藻糖基化减少，而H-RasV¹²和myrAKT则激活FUT8介导的α1,6-岩藻糖基化上调，这种变化无法通过转录组数据预测。

疾病标志物挖掘

在非酒精性脂肪肝炎（NASH）研究中，聚焦蛋白质糖组学（FPG）发现α1-抗胰蛋白酶（AAT）的三天线三唾液酸单岩藻糖基化糖链（A3F）在纤维化患者中显著升高。免疫沉淀糖组学（IPG）进一步证实，IgA是携带双分型GlcNAc岩藻糖基化（A2F-bisect）糖链的主要载体蛋白，据此建立的ELISA检测体系与糖组学结果高度一致。骨关节炎软骨分析则显示，核心岩藻糖基化修饰通过调节组织弹性参与疾病进程。

结论

全糖组学通过整合SALSA、BEP等技术创新，实现了从细胞到组织的多维度糖链解析。五边形图谱可视化系统和层次聚类算法不仅揭示了糖链生物合成的网络调控机制，更推动了基于唾液酸连接特异性和岩藻糖基化模式的疾病诊断新策略。未来结合多组学数据和新型生物信息学工具，该技术有望在罕见病诊疗和糖类药物开发中发挥更大价值。