口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC）是頭頸部最常見的癌癥類型，作為一種侵襲性疾病，其5年內(nèi)生存率只有50%。目前對OSCC的預(yù)后是基于腫瘤-淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的臨床分期系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)存在一些缺陷。因此，迫切需要通過鑒定腫瘤的分子特征以幫助OSSC患者更精確的分期和預(yù)后。越來越多的證據(jù)表明糖基化改變與OSSC的發(fā)生及疾病進(jìn)展相關(guān)，但是蛋白糖基化改變和患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)和生存率之間聯(lián)系并不清楚。

2023年7月，巴西國家能源和材料研究中心的CaroliNa Moretto CarNielli，等在Molecular and Cellular Proteomics發(fā)表了題為“Comprehensive glycoprofiling of oral tumors associates N-glycosylation with lymph node metastasis and patient survival”的文章。該研究通過糖組學(xué)和糖蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)6個N-聚糖和79個N-糖肽表達(dá)的改變與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，兩種N-聚糖（Glycan 40a和Glycan 46a）和一種來源纖維連接蛋白的N-糖肽的相對高豐度和來源α白蛋白和CD59的N-糖肽的相對低豐度與患者的低生存率相關(guān)，這為進(jìn)一步探索口腔癌的基礎(chǔ)疾病機(jī)制和新的預(yù)后糖標(biāo)志物奠定了基礎(chǔ)。

文章名稱：Comprehensive glycoprofiling of oral tumors associates N-glycosylation with lymph node metastasis and patient survival

期刊：Molecular and Cellular Proteomics

發(fā)表時間：2023年7月

影響因子：7.4

研究材料：OSSC原發(fā)腫瘤

組學(xué)技術(shù)：糖組學(xué)、糖蛋白組學(xué)

一、研究思路

二、研究結(jié)果

01.OSCC組織的N-糖組學(xué)分析

本研究是為了比較有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（有：N+；無：N0）的OSCC組織的N-聚糖變化。OSCC組織中鑒定出的N-聚糖主要為復(fù)合體、甘露寡糖和少甘露糖（圖1A）。與N0組織相比，在N+組織中觀察到6個N-聚糖的差異表達(dá)（圖1B），并且每一種差異表達(dá)的N-聚糖都能夠通過邏輯回歸模型和隨機(jī)森林模型對N0和N+患者進(jìn)行分層（圖1C）。

圖1 糖組學(xué)分析（圖源：Carnielli CM., Molecular and Cellular Proteomics

02.OSCC組織的N-糖蛋白組學(xué)分析

本研究通過N-糖蛋白組學(xué)比較N+和N0患者腫瘤組織糖蛋白組成的差異，分析結(jié)果表明在OSCC組織中N-糖肽和N-糖蛋白的分布跨越了很寬的動態(tài)范圍，并且N糖肽攜帶的N-聚糖主要為復(fù)合體或甘露寡糖（圖2A-B）。糖蛋白組學(xué)的數(shù)據(jù)表明N+和N0患者N-聚糖的分布沒有差異，大多數(shù)的N-糖基化位點(diǎn)代表不止一種的N-聚糖成分，但大多數(shù)的糖蛋白只有一個N-糖基化位點(diǎn)（圖2C-D）。同時，研究者在兩組患者種發(fā)現(xiàn)了79個N-糖肽的差異表達(dá)，并都表現(xiàn)出分層的潛力（圖E-F）。

圖2 糖蛋白組學(xué)分析（圖源：Carnielli CM., Molecular and Cellular Proteomi

03.OSSC組織的聚類分析

本研究是為了進(jìn)一步分析OSSC原發(fā)腫瘤組織N-糖基化的差異。N-糖組學(xué)的聚類分析發(fā)現(xiàn)了兩個主要的腫瘤簇（T-C1和TC2）和N-聚糖（NG-C1和NG-C2）。在NG-C1中，T-C1和T-C2之間的所有N-聚糖類分布都發(fā)生了改變，NG-C1中少甘露糖和復(fù)合型N-聚糖的分布存在差異（圖3A）。N-糖蛋白組學(xué)的聚類分析揭示了兩個主要的腫瘤簇（T-C1和T-C2）和N-糖肽簇（IG-C1和IG-C2），T-C1和T-C2（IG-C1）的高度截短、甘露寡糖和復(fù)合型N-聚糖差異表達(dá)，而在IG-C2的兩個腫瘤群中只有高度截短的N-聚糖表現(xiàn)出差異（圖3B）。

圖3 聚類分析（圖源：Carnielli CM., Molecular and Cellular Proteomics,

04.N-糖蛋白組成分、臨床特征和生物學(xué)過程之間的關(guān)系

本研究是為了評估差異表達(dá)的N-聚糖和N-糖肽與臨床特征的相關(guān)性。通過N-聚糖和N-糖肽的聚類分析發(fā)現(xiàn)它們分別在血管侵襲、淋巴結(jié)狀態(tài)、腫瘤大小方面存在差異（圖4A-D）。為了研究N-糖基化是否與特定的生物學(xué)過程、細(xì)胞組成和分子功能相關(guān)，通過GO功能注釋發(fā)現(xiàn)IG-C1集中于細(xì)胞基質(zhì)黏附、含膠原的細(xì)胞外基質(zhì)等功能，IG-C2富集在纖維蛋白溶解、蛋白酶結(jié)合等功能。

圖4 聚類分析和GO功能注釋（圖源：Carnielli CM., Molecular and Cellular Prot

05.N-聚糖和N-糖肽與臨床結(jié)果的聯(lián)系

本研究是為了揭示差異表達(dá)的N-聚糖和N-糖肽與患者生存率之間的關(guān)系。研究者們發(fā)現(xiàn)OSSC腫瘤組織中發(fā)生了蛋白質(zhì)和糖水平的調(diào)節(jié)（圖5A-B）。Kaplan-Meier圖顯示相對較高水平的Glycan 40a和Glycan 46a與患者的低生存率相關(guān)（圖5C）。同時，在N0和N+之間差異表達(dá)的三種N-糖肽也與患者的生存率相關(guān)（圖5D）。

圖5 N-聚糖和N-糖肽與患者生存率的聯(lián)系（圖源：Carnielli CM., Molecular and Cellul

三、小結(jié)

本研究通過N-糖組學(xué)和N-糖蛋白組學(xué)分析揭示了OSCC腫瘤組織中蛋白質(zhì)N-糖基化與患者關(guān)鍵的臨床特征和生存率之間的關(guān)聯(lián)，報道了伴有和不伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的OSSC組織的復(fù)雜性和動態(tài)變化，為探索OSCC的基礎(chǔ)疾病機(jī)制和潛在的預(yù)后糖標(biāo)志物提供了重要的作用。

四、拜譜小結(jié)

蛋白質(zhì)的糖基化是一種重要的翻譯后修飾，它涉及多種生物途徑和分子功能。由于糖基化的同一個氨基酸位點(diǎn)上會被修飾多種糖型，采用的糖苷酶切去糖鏈后分析殘余的肽段骨架方法分析不全面等問題為糖基化肽段的識別和糖型的鑒定帶來了極大的挑戰(zhàn)。拜譜生物全新推出完整糖肽的蛋白質(zhì)組學(xué)服務(wù)，通過高效的富集手段、權(quán)威的分析軟件能夠同時實(shí)現(xiàn)N-糖和O-糖的糖基化位點(diǎn)、糖型、糖肽和糖蛋白的完整解析。由此拜譜生物建立了N-糖基化修飾組、O-糖基化修飾組、完整糖肽蛋白質(zhì)組的全面糖蛋白組學(xué)服務(wù)。歡迎大家咨詢!

參考文獻(xiàn)：Carnielli CM, Melo de Lima Morais T, Malta de Sá Patroni F, et al. Comprehensive glycoprofiling of oral tumors associates N-glycosylation with lymph node metastasis and patient survival. Mol Cell Proteomics. 2023;22(7):100586. doi: 10.1016/j.mcpro.2023.100586.