肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,HCC的发病机制复杂,涉及多种遗传和环境因素。HBV感染是其主要诱因,尤其在中国,HBV感染率较高,导致HCC的发病率和死亡率居高不下。近期研究指出,异常的糖缀合物水平与HBV相关的HCC(HBV-HCC)进展有密切联系,特别是糖缀合物在肿瘤发生、发展和转移中的作用。因此,理解HBV-HCC中糖缀合物的变化对于揭示其病理机制和发现新的诊断及治疗靶点具有重要意义。基于qULTRA多组学平台针对HBV-HCC进展中糖缀合物失调进行了蛋白质组学、糖组学和糖蛋白质组学,结合转录组学数据系统性研究,并验证了糖链作为诊断和预后生物标志物的可能性。
糖聚糖相关基因在HBV - HCC及癌旁组织中的表达:为了探究HBV-HCC 中糖基因表达和糖基化的差异,需要在HBV-HCC和相邻组织中鉴定出差异表达的糖基因,并进行了一系列的功能富集分析和蛋白质-蛋白质相互作用网络构建。作者使用了从GEO数据库获取的两个GSE基因表达谱数据集,包含7502和7839个HBV-HCC和邻近组织的基因差异表达。前100个差异表达的糖基因(DEGG)的PLS-DA显示HBV-HCC与邻近组织明显分离,功能富集分析揭示了糖基因主要涉及的分子功能类别包括碳水化合物结合、转移糖基和己糖基活性。聚类分析进一步显示,这些糖基因在蛋白质糖基化、GPI锚定生物合成过程以及糖基化过程中高度富集。在蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)中,一些具有高度连通性的枢纽基因在特定糖基化过程中显著富集。实时定量PCR(RT-qPCR)分析HBV-HCC和邻近组织中的mRNA水平的结果显示,FUT家族成员在HBV-HCC组织中的表达存在显著差异。这些转录组学为理解HBV-HCC中糖基化失调尤其是关于岩藻糖基化提供了重要线索。
图1:GSE135631和GSE94660在HBV相关HCC中糖聚糖相关基因的差异表达。
A本研究的工作流程。B 已鉴定基因在GSE135631和GSE94660表达模式的火山图,突出显示了前100个差异表达的糖基因DEGG。C DEGG的偏最小二乘判别分析(PLS-DA)D 热图显示DEGG在HBV-HCC和邻近组织中的表达模式E DEGGs的功能富集分析F DEGG的PPI网络图 G RT-qPCR测定3对HBV-HCC及邻近组织中13个FUT、PIGV、PIGT、PIGM、B4GALT3基因的mRNA表达。
1.正常、肝炎、肝硬化和肝癌血清样本的N -聚糖谱
为了揭示异常的N-糖基化,HC(正常组)、CHB(肝炎组)、LC(肝硬化组)和HBV-HCC(肝癌组)血清样本中的N-聚糖通过MALDI-TOF/ TOF-MS分析,显示并注释了信噪比> 5的代表性N-聚糖的质谱图。结果显示共鉴定出36种不同的m/z N-聚糖结构,HC、CHB、LC和HBV-HCC样品中分别存在31、32、25和25种N-聚糖。值得注意的是,在所有被研究的组别中,均检测到了21种共有的N-聚糖结构,但这些结构的相对强度在不同组别中表现出了差异。