聚焦微量酸性聚糖的糖组学分析方法：从结构解析到疾病关联研究

针对传统糖组学方法难以检测的微量酸性聚糖（如硫酸化、磷酸化和葡萄糖醛酸化修饰），本文系统综述了多种富集和分析技术，包括甲基化衍生化、唾液酸消除和靶向蛋白分离等，揭示了这些修饰在炎症性疾病、神经退行性疾病和病毒感染中的关键作用，为发现新型生物标志物提供了方法学基础。

　　

在生命科学领域，聚糖（glycans）作为蛋白质和脂质的重要修饰分子，其结构多样性直接影响细胞间通讯、免疫应答等关键生物学过程。其中，唾液酸化聚糖因含量丰富已被广泛研究，而硫酸化、磷酸化和葡萄糖醛酸化修饰的聚糖虽在炎症、神经退行性疾病和病毒感染中发挥重要作用，却因表达量低、检测技术受限而长期被忽视。传统糖组学方法常因样本处理导致酸性基团丢失，或无法区分质量差仅0.01的硫酸基与磷酸基，使得这些"微量酸性聚糖"成为研究盲区。

为突破这一技术瓶颈，研究人员在《BBA Advances》发表综述，系统总结了三种核心策略：甲基化衍生化通过选择性保留硫酸基负电荷实现富集；唾液酸化学衍生或酶消除结合弱阴离子交换色谱可全面捕获磷酸化/葡萄糖醛酸化聚糖；靶向蛋白分离技术则从特定糖蛋白中鉴定出新型磷酸二酯键O-甘露糖聚糖。研究团队特别开发了基于5-羟色胺柱的弱保留色谱技术，配合氨基柱亲水相互作用色谱（HILIC），首次在人血清中检测到非硫酸化葡萄糖醛酸化N-聚糖，并发现胃癌细胞中磷酸二酯型N-聚糖与分化程度显著相关。

关键技术包括：1）甲基化衍生化结合强阴离子交换色谱（SAX）分离硫酸化聚糖；2）3-甲基-1-对甲苯基三氮烯（MTT）介导的唾液酸甲基酯化；3）神经氨酸酶消化后5-羟色胺柱富集微量酸性聚糖；4）氨基柱HILIC实现硫酸化/磷酸化聚糖分组；5）TiO₂-PGC芯片富集酸性糖肽。样本涵盖甲状腺刺激激素、胃癌细胞系（MKN45/MKN7）、人血清及斑马鱼器官等。

研究结果方面，"甲基化衍生化"部分揭示该方法可特异性富集硫酸化聚糖，如慢性淋巴细胞白血病患者外周血单核细胞中发现的6-硫酸化半乳糖（6-sulfated Gal）O-聚糖，通过MALDI-TOF MS/MS解析其促进淋巴细胞归巢的机制。"唾液酸衍生化"技术则成功应用于72种水禽蛋清分析，发现高表达磷酸化杂合型N-聚糖的物种更易感禽流感病毒。"唾液酸消除"章节突出创新性发现：5-羟色胺柱联合氨基柱HILIC首次在人结肠癌细胞（LS174T）中检测到含KDN（3-deoxy-D-glycero-D-galacto-2-nonulopyranosonic acid）的硫酸化O-聚糖，并在所有测试癌细胞中发现磷酸化核糖修饰。

"靶向蛋白分离"部分强调突破性进展：通过α-肌营养不良聚糖（α-dystroglycan）Fc融合蛋白纯化，发现磷酸乙醇胺-核糖醇修饰的O-甘露糖聚糖，为肌营养不良症提供新的分子解释。人血清IgG的TiO₂富集则揭示硫酸化N-聚糖与自身免疫疾病的潜在关联。

该研究建立了微量酸性聚糖分析的方法学框架，其意义在于：1）技术层面，5-羟色胺柱的弱保留特性解决了传统阴离子交换色谱需高盐洗脱的难题；2）生物学层面，发现磷酸二酯型N-聚糖可作为胃癌分化标志物，血清葡萄糖醛酸化N-聚糖水平与胰腺癌显著负相关；3）临床转化方面，水禽磷酸化聚糖与病毒易感性的关联为疫苗开发提供新思路。未来需进一步优化质谱解析技术，解决酸性基团在离子化过程中的丢失问题，并探索这些特殊修饰在细胞定位和功能调控中的精确机制。