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糖组学研究取得重大突破 澳科大发现诊断类风湿关节炎的新标志物

澳科大中药质量研究国家重点实验室研究团队成功设计全球首块 TiO2-PGC 芯片,其极灵敏的分析技术能够在复杂的糖链中检测到糖蛋白的痕量糖链的细微变化。该研究成果发表于《Nature Communication》。这是在糖组学和类风湿性关节炎诊断领域的一个重要突破,为深入研究糖组学和筛选免疫调节功能的中药成分提供了良好技术平台。


糖组学是研究蛋白质上最重要和最复杂的糖基化修饰的一项组学技术。蛋白质上聚糖链的结构变化十分复杂,不同糖链的浓度差异巨大,而低丰度甚至微量的糖链又往往具有重要的生物功能,故糖组学研究需要在极端复杂的糖链组成中检测到微量甚至痕量糖链的细微变化,这对分析技术的准确性和灵敏度都提出了极高的要求。为此,国家重点实验室的研究人员设计定制了世界上第一块 TiO2-PGC 芯片,该芯片将一个“三明治”式的 TiO2(二氧化钛)富集柱整合在 PGC 分析柱之前,巧妙地实现了丰度低而又具有重要生物功能的酸性糖链的在线富集,从而建立了迄今为止最灵敏的定量糖组学分析技术。

糖.png

TiO2-PGC 芯片示意图(左)、免疫球蛋白 IgG 及其上连接的磺酸化糖链结构(右)

研究人员采用该创新技术分析了人体血清中的免疫球蛋白,首次在 IgG 上发现了 20 个磺酸化修饰的糖链。他们也分析了类风湿性关节炎 (RA) 病人的血清,发现有 21 个可以区分 RA 病患的诊断标志物,其中两个磺酸化 N - 糖链标志物组合诊断 RA 的特异性和灵敏度均达 85% 左右,并能与强直性脊柱炎和骨关节炎等相鉴别。由于 RA 与强直性脊柱炎和骨关节炎患者均有关节炎征状,当中有两成至四成 RA 患者会呈现抗体阴性,难以诊断。国家重点实验室发现的标志物为解决这一临床难题提供了重要的科学基础。基于此标志物可研发具有自主知识产权的 RA 诊断试剂盒,用于 RA 病人的临床诊断,具有良好的应用前景。


论文发表后旋即引起国际学术界的高度关注,并获另一国际学术期刊《自然─风湿病学》(Nature Reviews Rheumatology) 的编辑选为研究亮点。该编辑认为 TiO2-PGC 芯片解决了诊断 RA 患者等自身免疫性疾病低浓度 IgG 酸性糖链难以检测的全球技术难题,并称新发现的两个 IgG 磺酸化糖链的应用前景十分广阔。


这项研究由澳门科学技术发展基金资助,论文的通讯作者为中药质量研究国家重点实验室姜志宏讲座教授(下图左)和刘良讲座教授(下图中);第一作者为重点实验室的王静蓉副教授(下图右);信息科技学院梁勇教授、重点实验室博士研究生高维娜(已毕业)和孟琼、重点实验室研究人员丘利芳、佟天天、黄浩为文章的共同作者。

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    糖组学研究取得重大突破 澳科大发现诊断类风湿关节炎的新标志物

    澳科大中药质量研究国家重点实验室研究团队成功设计全球首块 TiO2-PGC 芯片,其极灵敏的分析技术能够在复杂的糖链中检测到糖蛋白的痕量糖链的细微变化。该研究成果发表于《Nature Communication》。这是在糖组学和类风湿性关节炎诊断领域的一个重要突破,为深入研究糖组学和筛选免疫调节功能的中药成分提供了良好技术平台。


    糖组学是研究蛋白质上最重要和最复杂的糖基化修饰的一项组学技术。蛋白质上聚糖链的结构变化十分复杂,不同糖链的浓度差异巨大,而低丰度甚至微量的糖链又往往具有重要的生物功能,故糖组学研究需要在极端复杂的糖链组成中检测到微量甚至痕量糖链的细微变化,这对分析技术的准确性和灵敏度都提出了极高的要求。为此,国家重点实验室的研究人员设计定制了世界上第一块 TiO2-PGC 芯片,该芯片将一个“三明治”式的 TiO2(二氧化钛)富集柱整合在 PGC 分析柱之前,巧妙地实现了丰度低而又具有重要生物功能的酸性糖链的在线富集,从而建立了迄今为止最灵敏的定量糖组学分析技术。

    糖.png

    TiO2-PGC 芯片示意图(左)、免疫球蛋白 IgG 及其上连接的磺酸化糖链结构(右)

    研究人员采用该创新技术分析了人体血清中的免疫球蛋白,首次在 IgG 上发现了 20 个磺酸化修饰的糖链。他们也分析了类风湿性关节炎 (RA) 病人的血清,发现有 21 个可以区分 RA 病患的诊断标志物,其中两个磺酸化 N - 糖链标志物组合诊断 RA 的特异性和灵敏度均达 85% 左右,并能与强直性脊柱炎和骨关节炎等相鉴别。由于 RA 与强直性脊柱炎和骨关节炎患者均有关节炎征状,当中有两成至四成 RA 患者会呈现抗体阴性,难以诊断。国家重点实验室发现的标志物为解决这一临床难题提供了重要的科学基础。基于此标志物可研发具有自主知识产权的 RA 诊断试剂盒,用于 RA 病人的临床诊断,具有良好的应用前景。


    论文发表后旋即引起国际学术界的高度关注,并获另一国际学术期刊《自然─风湿病学》(Nature Reviews Rheumatology) 的编辑选为研究亮点。该编辑认为 TiO2-PGC 芯片解决了诊断 RA 患者等自身免疫性疾病低浓度 IgG 酸性糖链难以检测的全球技术难题,并称新发现的两个 IgG 磺酸化糖链的应用前景十分广阔。


    这项研究由澳门科学技术发展基金资助,论文的通讯作者为中药质量研究国家重点实验室姜志宏讲座教授(下图左)和刘良讲座教授(下图中);第一作者为重点实验室的王静蓉副教授(下图右);信息科技学院梁勇教授、重点实验室博士研究生高维娜(已毕业)和孟琼、重点实验室研究人员丘利芳、佟天天、黄浩为文章的共同作者。