血浆 N - 糖蛋白质组学研究揭示肥胖与炎症及铁代谢的关联

《Biology Direct》：Plasma N-Glycoproteomics in monozygotic twin pairs discordant for body mass index reveals an obesity signature related to inflammation and iron metabolism

为探究肥胖对血浆蛋白质组和糖蛋白质组的影响，研究人员对 BMI 差异的同卵双胞胎进行研究，发现相关差异蛋白和糖肽，为肥胖研究提供新方向。

　　《血浆 N - 糖蛋白质组学在体重指数不一致的同卵双胞胎对中揭示与炎症和铁代谢相关的肥胖特征》这一研究发表于《Biology Direct》。在全球肥胖问题日益严峻的当下，肥胖已成为影响数亿人的重大公共健康问题，它与多种代谢疾病密切相关，如胰岛素抵抗、2 型糖尿病、心血管疾病以及某些癌症等。为有效预防和治疗肥胖，深入了解其分子层面的变化至关重要。

N - 糖基化作为一种复杂的蛋白质翻译后修饰，广泛存在于约一半的血浆蛋白中，它对蛋白质的功能和活性有着重要影响。不同的 N - 糖基化模式，如岩藻糖基化和唾液酸化，在多种疾病中发挥着关键作用，并且部分 N - 聚糖还具有遗传性。然而，目前对于肥胖与血浆糖蛋白质组之间的关系，人们的了解十分有限。传统的 N - 聚糖分析方法无法确定糖基化位点和对应的蛋白质，难以满足深入研究的需求。

为填补这一研究空白，来自芬兰赫尔辛基大学等机构的研究人员开展了一项别具一格的研究。他们选取了 48 对体重指数（BMI）差异显著（差值≥2.5 kg/m2）的同卵双胞胎作为研究对象。同卵双胞胎基因相同，这样的设计能够有效排除遗传因素的干扰，专注于研究环境和生活方式对肥胖的影响。

研究人员运用了一系列先进的技术方法。首先，通过测量双胞胎的体重、身高、体脂等多种身体指标，以及采集空腹血样进行血液生化检测和糖蛋白质组学分析，获取了丰富的基础数据。在蛋白质组学和 N - 糖蛋白质组学分析方面，他们先去除血浆样本中的白蛋白，再用胰蛋白酶消化剩余蛋白质，然后通过尺寸排阻色谱法分离肽段和 N - 糖肽，并利用液相色谱 - 质谱（LC-MS）技术分别进行分析。在统计分析中，运用配对 Wilcoxon 符号秩检验和线性混合模型等方法，全面深入地探究数据间的差异和关联。

在研究结果方面，研究人员有诸多重要发现。在研究对象特征上，双胞胎对在各项肥胖指标上差异明显，较重的双胞胎在体重、BMI、体脂等多方面数值更高，且胰岛素抵抗、甘油三酯、C 反应蛋白（CRP）和肝脂肪含量也更高，高密度脂蛋白（HDL）则更低。

从蛋白质组和糖蛋白质组的整体分析来看，在 230 种鉴定出的蛋白质中，有 48 种在双胞胎间存在差异表达；在 108 种鉴定出的糖肽中，33 种存在差异表达。大多数差异表达的血浆蛋白和糖肽在较重的双胞胎中表达上调。进一步分析发现，在蛋白质水平上，急性相信号和胆固醇生物合成相关蛋白上调；在糖蛋白质组水平，参与铁代谢和炎症的蛋白质出现差异糖基化模式。例如，触珠蛋白（HPT）及其相关蛋白（HPTR）在铁代谢中，不仅蛋白质水平有变化，其糖肽表达也有差异，且多个与铁代谢相关的糖肽在较重双胞胎中上调。在炎症相关方面，补体 3（C3）等蛋白和糖肽水平改变，IgG 抗体的糖肽也呈现差异表达，部分糖肽与肥胖和胰岛素抵抗相关指标存在关联。

此外，研究还发现，三分之二的差异表达蛋白质与肥胖和胰岛素抵抗指标相关，且与这些指标相关的糖肽均为唾液酸化糖肽。较重的双胞胎中，唾液酸化 N - 糖肽的比例更高，岩藻糖基化 N - 糖肽的比例更低。

综合研究结论和讨论部分，该研究意义重大。它证实了后天肥胖与胆固醇生物合成、急性相信号相关蛋白水平增加有关，同时揭示了与铁代谢和炎症相关的糖肽特征，这在蛋白质组水平上并不明显。研究结果为深入理解肥胖的分子机制提供了新视角，有助于开发更具个性化的生活方式干预措施或药物治疗方案，以预防与肥胖相关的心血管代谢疾病。

不过，该研究也存在一定的局限性。例如，无法确定同一蛋白质不同糖基化位点的变化是同时发生还是分别发生，也难以确定糖苷键的类型和单糖的差向异构体。此外，环境因素与双胞胎差异之间的具体关联也有待进一步研究。但总体而言，这项研究为肥胖领域的研究开辟了新的方向，为后续研究奠定了坚实基础。