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“ABBS生物化学与生物物理学报”
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探索糖质特征及其临床意义：聚焦于糖基化研究
糖基化是最常见的翻译后修饰之一，在多种生理和病理过程中扮演着关键角色。越来越多的研究表明，糖基化研究在开发临床诊断生物标志物和治疗靶点中具有极大的潜力。
复旦大学陆豪杰教授和北京大学陈兴教授担任特邀编辑组织了本期“探索糖质特征及其临床意义：聚焦于糖基化研究"的专刊，在Acta Biochimica et Biophysica Sinica第8期正式出版。本期专刊包含4篇原创研究和8篇综述，探讨了糖基化在癌症、传染病、衰老及衰老相关疾病中的作用，并回顾了用于糖基化研究的主要组学技术，包括凝集素微阵列、糖组学和糖蛋白质组学，以及这些技术在糖质生物标志物和靶点研发中的应用。每一个主题涉及糖基化研究的不同方向，为未来临床诊疗提供新的见解和策略。由于篇幅限制，本期专刊无法涉及糖基化研究的所有领域。我们期待本期专刊能够展示糖基化研究重要性的冰山一角，为读者提供一些新思路。
特邀编辑
陆豪杰，复旦大学教授，博士生导师。主要研究领域：基于生物质谱的蛋白质组学新技术新方法开发与应用研究。
陈 兴，北京大学教授，博士生导师。主要研究领域：化学糖生物学和生物纳米技术。
Glyco-signatures in patients with advanced lung cancer during anti-PD-1/PD-L1 immunotherapy
Xinyi Cao, Zhihuang Hu, Xiangying Sheng, Zhenyu Sun, Lijun Yang, Hong Shu, Xiaojing Liu, Guoquan Yan, Lei Zhang, Chao Liu, Ying Zhang, Huijie Wang, Haojie Lu.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1099-1107.
针对PD-1/PD-L1免疫检查点的抑制剂（ICIs）治疗可显著延长晚期/转移性肺癌患者的生存期。然而，只有少数患者能从ICIs中受益，治疗过程的临床管理仍然具有挑战性。糖基化为理解肿瘤免疫和免疫治疗增添了新的维度。复旦大学陆豪杰团队通过非标定量糖蛋白质组学方法在血清中发现了针对PD-1/PD-L1免疫检查点治疗相关的27个糖肽丰度发生显著改变。其中IgG4的一个完整糖肽EEQFN177STYR (H3N4)在抗PD-1/PD-L1治疗期间显著增加，并且在抗PD-1/PD-L1治疗获益者中增加幅度最高。此外，通过从血清中纯化IgG再采用化学标记的方法对IgG完整糖肽进行分析，也证实了这一结果。这项研究表明，糖基化剖析在指导免疫治疗决策和优化肺癌患者的临床管理方面具有潜力。
O-GlcNAcylation determines the function of the key O-GalNAc glycosyltransferase C1GalT1 in bladder cancer
Yazhuo Jiang, Jinpeng Wu, Feng Guan, Liang Liang, Yili Wang.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1108-1117.
O-GlcNAc是重要的蛋白质翻译后修饰，在膀胱癌细胞中水平异常升高。西安交通大学第一附属医院梁亮和西安交通大学基础医学院王一理团队发现在膀胱癌细胞中，可通过降低O-GlcNAc修饰水平使C1GalT1蛋白稳定性降低并通过蛋白酶体途径降解，从而使膀胱癌细胞的糖酵解水平下降。本研究发现T229和T233是C1GalT1重要的O-GlcNAc修饰位点，影响着C1GalT1的功能与稳定；下调O-GlcNAc修饰水平可导致糖酵解相关蛋白上T抗原修饰水平降低；下调O-GlcNAc修饰水平可通过影响T抗原修饰抑制糖酵解途径。
O-glycosylation of SARS-CoV-2 spike protein by host O-glycosyltransferase strengthens its trimeric structure
Zhijue Xu, Han Zhang, Jiaqi Tian, Xin Ku, Rumeng Wei, Jingli Hou, Can Zhang, Fang Yang, Xia Zou, Yang Li, Hiroyuki Kaji, Sheng-Ce Tao, Atsushi Kuno, Wei Yan, Lin-Tai Da, Yan Zhang.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1118-1129.
蛋白质O-糖基化，也称为粘蛋白型O-糖基化，是哺乳动物细胞中最丰富的糖基化之一。它由一系列多肽GalNAc转移酶（ppGalNAc-Ts）催化。SARS-CoV-2的三聚体刺突蛋白（S）高度糖基化，促进病毒进入宿主细胞和病毒膜融合。然而，宿主ppGalNAc-Ts与S蛋白上的O-糖基化之间的功能和关系仍然不清楚。上海交通大学张延团队阐明了人类主要O-糖基转移酶ppGalNAc-Ts对S蛋白的偏好，并进一步动态改变细胞中ppGalNAc-T同工酶的表达，以精细调节S蛋白上的O-糖基化。本研究为特定宿主O-糖基转移酶在调节病毒包膜蛋白O-糖基化中的功能角色提供了结构上的见解。
Macrophages exploit the mannose receptor and JAK-STAT1-MHC-II pathway to drive antigen presentation and the antimycobacterial immune response after BCG vaccination
Ying Zhang, Dandan Xu, Qi Nie, Jing Wang, Dan Fang, Yan Xie, Huang Xiong, Qin Pan, Xiao-Lian Zhang.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1130-1144.
BCG作为唯一获得许可运用于结核病预防的疫苗，对成年人的预防效果有较大差异。巨噬细胞甘露糖受体（MR）执行的生物学功能对启动T细胞发挥抗感染效应具有极其重要的影响，但该受体在BCG诱导的免疫反应中作用机制尚不清楚。武汉大学章晓联、潘勤团队研究表明，BCG免疫后，MR对巨噬细胞抗原呈递和对抗结核分枝杆菌感染发挥着关键的作用。结论如下：小鼠巨噬细胞MR缺陷导致巨噬细胞对卡介苗-BCG的吞噬和抗原呈递能力下降。巨噬细胞MR缺陷导致BCG免疫小鼠后的抗细菌免疫反应降低。巨噬细胞MR通过JAK-STAT1-MHC-II-IL-12信号轴，促进CD4+ T细胞活化和IFN-γ的产生。
Deciphering disease through glycan codes: leveraging lectin microarrays for clinical insights
Hangzhou Yang, Zihan Lin, Bo Wu, Jun Xu, Sheng-Ce Tao, Shumin Zhou.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1145-1155.
糖基化是一种重要的翻译后修饰，在许多生理和病理过程中起着重要的作用。凝集素微阵列利用凝集素与聚糖结合的特异性，非常适合于分析各种临床样本的聚糖谱特征。上海交通大学陶生策和上海交通大学附属第六人民医院周树敏团队系统总结了凝集素微阵列技术在检测临床样本糖基化方面的应用及重要进展：（1）回顾了近15年凝集素检测技术的重要进展，包括材料科学、自动化和高通量分析的发展；（2）探讨了凝集素微阵列在分析各种临床标本中的聚糖谱中的可行性和局限性，为其临床应用提供了广阔的视角；（3）综述了凝集素芯片技术的优缺点，阻碍糖组学研究进展的因素以及跨学科整体化方案在进一步发展糖生物学领域中的意义。这些见解将有助于研究人员理解多聚糖谱的变化和病理条件之间的相关性。
Recent advances in N-glycan biomarker discovery among human diseases
Yi Wang, Yuanyuan Liu, Si Liu, Liming Cheng, Xin Liu.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1156-1171.
糖基化是蛋白质翻译后修饰的重要形式之一。异常糖蛋白和聚糖为疾病的发生和发展提供了新的生物标志物和干预靶标，已成为临床诊断和治疗的研究热点。华中科技大学刘欣团队综述了人类N-糖基化的生物合成以及N-聚糖在多种生理和病理过程中的生物学意义；对现有的糖组学研究技术进行了比较，并介绍了几种先进的检测方法和数据处理工具；此外，评估了已报道的 N-糖生物标志物在一系列疾病中的临床表现，为未来研究提供了启发和帮助。
Mass spectrometry-based structure-specific N-glycoproteomics and biomedical applications
Ming Bi, Zhixin Tian.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1172-1183.
跟小分子翻译后修饰单一的结构完全不同，N-糖基化具有单糖序列、链接、异头异构、立体结构等多个维度的结构特征。同济大学田志新团队对结构特异N-糖蛋白质组学新近的方法和技术及应用进展进行了综述。（1）完整N-糖肽的宏观和微观异质性可以通过化学衍生、液相色谱、离子淌度和串级质谱等技术分析。（2）搜索引擎和AI软件的发展提高了对完整N-糖肽解离模式和临床意义的理解。（3）结构特异N-糖蛋白质组学在生物医学领域已经成为了广泛应用的重要工具。
Glycosylation in the tumor immune response: the bitter side of sweetness
Yuting Cao, Wen Yi, Qiang Zhu.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1184-1198.
糖基化在肿瘤微环境（TME）的肿瘤免疫应答中起着重要作用。浙江大学易文、朱强团队综述了异常糖基化通过影响内源性凝集素（如唾液酸-siglec相互作用以及凝集素-聚糖相互作用）、免疫检查点和TME中的细胞外基质（ECM）从而调控肿瘤免疫的相关内容；此外，还总结了目前的聚糖靶向免疫疗法，并期待为药物开发和临床干预提供方向，为理解糖基化在肿瘤免疫学中的作用及其治疗潜力提供了理论框架。
Importance of PTM of FLT3 in acute myeloid leukemia
Jianwei Liu, Jianguo Gu.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1199-1207.
FMS样酪氨酸激酶3（FLT3）是一种在造血细胞中表达的受体酪氨酸激酶。内部串联重复结构域（ITD）突变和酪氨酸激酶结构域（TKD）突变是急性髓细胞白血病（AML）中最常见的两种突变。FLT3的翻译后修饰（PTM），如糖基化和泛素化，在野生型（WT）和突变体形式的FLT3中都显示出对蛋白质的各个方面的影响。日本东北医科药科大学顾建国团队综述介绍了FLT3是一种在造血细胞中表达的受体酪氨酸激酶。约30%的AML患者携带持续性激活突变，例如ITD和TKD，它们具有不同的翻译后修饰 (PTM)。FLT3 野生型和突变体传导不同的细胞信号。BRCC36是一种特定的K63连接的去泛素化酶，与ITD特异结合并促进ITD蛋白的稳定性。越来越多的证据表明，BRCC36 抑制剂或糖基化抑制剂可能与FLT3 酪氨酸激酶抑制剂协同作用治疗AML。
Glycosylation in aging and neurodegenerative diseases
Weilong Zhang, Tian Chen, Huijuan Zhao, Shifang Ren.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1208-1220.
糖基化在衰老和神经退行性疾病中起着关键作用。复旦大学基础医学院任士芳团队综述讨论了在衰老和神经退行性疾病（包括肌萎缩侧索硬化症、帕金森病和阿尔茨海默病）背景下糖基化的最新研究。主要内容包括 ：(1）糖基化简介；(2）糖基化与衰老的关系；(3）糖基化在神经退行性疾病中的作用。通过探讨这些领域，本综述旨在强调糖基化在这些身体状态下的重要性。
Immunoglobulin G glycosylation and its alterations in aging-related diseases
Yongqi Wu, Zhida Zhang, Lin Chen, Shisheng Sun.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1221-1233.
免疫球蛋白IgG 的糖基化在调节免疫反应和维持生理平衡方面起着至关重要的作用。这些糖基化模式同时受到遗传和环境因素的影响，可以作为人体内部生理病理状态的重要指标。因此，IgG上糖基结构的改变与人体衰老及衰老相关疾病也存在密切相关性。西北大学孙士生团队总结了这些方面的最新研究进展。(1) 糖基化通过影响IgG的结合能力而调节机体的抗炎或促炎能力。(3) 衰老相关的IgG糖基化改变包括半乳糖化和唾液酸化聚糖减少，以及去半乳糖化和平分型聚糖增加。(3) IgG糖基化改变可以作为自然衰老和年龄相关疾病的重要标志物。(4) IgG糖基化研究可以不断改善衰老相关疾病的诊断和治疗策略。
Inherited glycosylphosphatidylinositol deficiency: a review from molecular and clinical perspectives
Shan Li, Qi Tang, Yuwu Jiang, Xing Chen.
Acta Biochim Biophys Sin 2024, 56(8): 1234-1243.
糖基磷脂酰肌醇（GPI）是一种在真核生物中高度保守的翻译后修饰，对于将各种蛋白质锚定到细胞表面至关重要。GPI的合成缺陷会导致多种人类疾病，如由GPI生物合成相关基因的胚系突变引起的遗传性GPI缺乏症（IGD）。北京大学陈兴和北京大学第一医院姜玉武团队从分子和临床角度共同总结了IGD领域的最新进展，并全面讨论了当前的诊断和治疗策略。（1）糖基磷脂酰肌醇（GPI）作为一种保守的翻译后修饰，可将被修饰蛋白锚定在细胞膜上。（2）GPI相关基因的胚系突变导致遗传性GPI缺乏症（IGD）。(3）从分子和临床角度总结了IGD领域的最新进展。
THE END
审核 徐明华/徐文琳
编辑 寿彩华/郑福军 美工 寿彩华
编辑部 abbs@sibs.ac.cn
