蛋白质糖基化作为一种关键的翻译后修饰(PTM),在多种生物功能中发挥着至关重要的作用。研究表明,异常糖基化与炎症及肿瘤等多种疾病密切相关。因此,糖基化不仅是疾病相关生物标志物发现的重要靶点,也是生物医学领域的一大研究热点。
糖基化的宏观和微观异质性使其分析相对复杂。相比传统的切糖分析,完整的糖肽分析能够提供更丰富的蛋白质糖基化信息,这正是糖蛋白组学面临的挑战之一。通过质谱分析糖肽的完整表征,已经成为位点特异性糖蛋白组学分析和生物标志物筛选的重要工具。最近,复旦大学的乔亮教授团队与SCIEX团队及单宝珍博士的研究合作,发表在《Analytical Chemistry》上的文章“Quantitative Site-Specific Glycoproteomics Reveals Glyco-Signatures for Breast Cancer Diagnosis”展现了该领域的新进展。该研究通过优化质谱分析和机器学习算法,从乳腺癌临床样本中鉴定出15种位点特异性聚糖,作为检测乳腺癌的潜在生物标记。
本研究分析了124份临床血清样本,涵盖乳腺癌患者、良性病变患者及对照组。通过对ZenoTOF7600质谱仪动态碰撞能量设置的优化,研究人员采集了糖肽数据,并利用GlycanFinder20等软件进行糖肽的鉴定与定量。进一步使用主成分分析(PCA)和随机森林机器学习算法筛选出位点特异性的糖基化标志物,并通过靶向MS/MS验证其在不同组间的表现差异,为乳腺癌的早期诊断提供潜在标志物。
这项研究首先建立了完整的糖肽检测流程,包括数据采集和分析。通过比较不同的固定和动态碰撞能量条件,研究发现动态碰撞能量显著提高了糖肽的鉴定数量及位点特异性。同时,GlycanFinder20软件在不同条件下表现出最佳的稳定性。
在对乳腺癌患者的血清样本进行糖蛋白组分析时,研究识别出了6901个独特位点特异性糖链,涵盖807个糖基化位点,其中以唾液酸化为主要修饰类型。相比之下,糖蛋白组在不同组之间的差异显著优于蛋白质组,所涉及的糖基化标志物主要与凝血、糖胺聚糖结合、免疫反应等生物功能相关。
为筛选潜在的生物标志物,研究团队使用随机森林构建样本分类器,从位点特异性糖链中识别出15个候选糖基标志物,用于乳腺癌的检测模型。该模型在训练集上实现了0.98的AUC值,在验证集上达到0.99的AUC值,显示出高效的诊断准确性。靶向质谱分析进一步证实了这些糖基标志物在乳腺癌诊断中的潜力。
综上所述,该研究提出了一种利用质谱进行完整糖肽表征的方法,并展示了其在临床血清样本中的应用潜力。这一方法为疾病生物标志物的研究开启了新的方向,为基础和临床糖蛋白组学研究提供了广阔的前景。在这个领域,人生就是博-尊龙凯时将持续推动技术创新,以更好地服务于精准医疗。
作为领先的生物科技公司,百蓁生物(Baizhen Biotechnologies)依托AI驱动的质谱技术,致力于推动精准医疗的发展。我们不断优化糖肽和聚糖质谱分析技术,并采用独特的PEAKS®GlycanFinder分析软件,为复杂样品的糖基化鉴定和定量分析提供专业服务。