Aging Cell | 任士芳/顾建新团队发现低水平血清N-糖链可指示衰老和健康状态

       衰老是心血管疾病、癌症和神经退行性疾病等人类大多数慢性疾病的主要风险因素，探究衰老背后的分子基础对实现防治衰老相关疾病和实现健康长寿具有重要意义。衰老是一个复杂的生物过程，同时受遗传和各种环境因素的影响。N-糖基化是蛋白质最普遍、最复杂及重要翻译后修饰之一，其特征可反应遗传、表观遗传和环境因素的综合影响，糖组研究则是将这种多因素整合到可以可靠定量的化学结构中，因而其也成为探索反应衰老和健康状态的生物标志物以评估衰老过程以及监测和干预衰老及相关疾病的新途径。

       一些研究已发现N-糖链会随着年龄增长发生规律性改变，也与衰老相关的疾病有关，如一些癌症和代谢综合征。但衰老干预后血清蛋白糖组如何变化则缺少全面的研究，限制了对驱动衰老和衰老相关疾病背后糖链分子基础的深入研究。

       2023年5月2日，复旦大学基础医学院生化系卫健委糖复合物重点实验室任士芳/顾建新团队在衰老领域国际权威期刊Aging Cell上发表了题为Generalized low levels of serum N-glycans associates with better health status的研究成果，该研究基于团队前期发展的仿生糖组内标定量方法，揭示了在小鼠模型中被广泛证明有效的干预衰老措施——卡路里限制（CR）下，血清总蛋白N-糖组呈现稳定显著的低水平。同时结合转录组测序技术揭示CR下肝脏转录水平的变化模式，观察到N-糖链合成相关通路的下调为血清糖组的变化提供了分子基础。  

       在该研究中，研究人员从全局上研究了CR对血清N-糖组的影响。共120只C57BL/6小鼠纳入实验，在7个时间点检测了自由进食组和热量限制组血清N-糖组的变化情况。此外，采用仿生糖内标定量方法（W. Qin et al., Anal Chim Acta, 2019），在区分唾液酸连接方式的同时，使每个N-糖链都有相应的内标，因此可以在大样本分析中实现糖链的准确定量。本研究鉴定到目前在卡路里限制小鼠血清中最全面的血清N-糖链谱。研究人员发现，在不降低血清蛋白含量的前提下，CR组中各个时间点血清N-糖链总体均显示出一致的低水平。有趣的是，两个具有O-乙酰化修饰的α 2,6-唾液酸化糖链在CR组升高。考虑到O-乙酰化对末端唾液酸的掩蔽效应，这与其他唾液酸糖链降低的效果一致，研究人员推测低水平的血清N-糖链可能有助于热量限制的健康益处。肝脏转录组分析进一步揭示了N-糖链合成相关基因和通路的显著变化，证实了N-糖链在热量限制过程中可能发挥的重要作用，以及N-糖链发展为生物标志物的巨大潜力。  

       总结来说，该研究通过将新型血清糖组技术结合转录组对衰老干预后的小鼠体内糖基化修饰特征进行研究，从全局发现血清糖链含量与健康状态相关，为衰老和衰老相关疾病的监测和干预提供了潜在的生物标志物和新思路。

       复旦大学基础医学院生化系2020级硕士生范吉腾为本文的第一作者。复旦大学基础医学院任士芳教授、顾建新教授为共同通讯作者。本研究获得国家重点研发计划课题和国家自然科学基金等项目支持。

       原文链接：https://doi.org/10.1111/acel.13855