论文标题：Twelve Years of Genome-Wide Association Studies of Human Protein N-Glycosylation

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.013

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人类分泌的以及膜结合的大多数蛋白质都有共价连接的寡糖链或聚糖。糖基化影响着蛋白质的物理和化学性质及其生物功能。蛋白质糖基化的改变与越来越多的人类疾病有关，而聚糖也越来越多地被视为潜在的治疗靶点、治疗药物的重要组成部分和生物标志物。尽管糖基化途径在生化方面被研究得很透彻，但人们对指导人类体内这些生化反应的细胞和组织特异性调节的基因网络知之甚少。由于缺乏对糖组变化的调控机制以及糖组与人类健康和疾病之间联系的详细了解，人类糖生物学的临床应用进展缓慢。

俄罗斯莫斯科国立大学Yurii S. Aulchenko研究团队在中国工程院院刊《Engineering》发表了题目为《近十二年人类蛋白质N-糖基化的全基因组关联研究综述》的综述性文章，总结了人类群体糖原组学的现状。首先，文章简要概述了N-聚糖的结构组织并介绍了主要的血浆糖蛋白。随后，总结、分类并归纳了当前N-糖基化全基因组关联研究（GWAS）的结果，这些研究提供了有关糖基化群体变异遗传调控的新知识。此外，文章还讨论了已确定位点中的基因，特别关注具有强支持作用的基因。最后，文章介绍了新发现的特殊案例，重点关注了与人类蛋白质N-糖基化有关的基因变异的潜在作用机制和生物靶标。

文章预计，人类蛋白质糖基化遗传控制的进一步研究至少有三个方向。首先，与其他复杂性状的研究相比，人类N-糖组学遗传分析所用的样本量仍然相对较小，这限制了定量遗传学方法的应用。期待未来随着样本量的增加，GWAS的功能会更加强大。对于复杂的人类性状，预计样本量增加一倍将使发现的遗传位点数量增加大约一倍。样本量的增加将会提高对遗传效应的估计水平，从而为孟德尔随机化（MR）、共定位、遗传相关性等定量遗传学分析提供更可靠的输入，从而更好地理解糖组在疾病病因学中的作用。

其次，预计以单个蛋白质糖基化为重点的研究将会兴起。这些研究材料的可用性将取决于高通量糖组学技术的进步。利用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等仪器将传统的糖组学研究扩大到大规模糖蛋白分析，对于推进功能性糖组学的发展非常重要，因为功能性糖组学可以高度详细地阐明蛋白质上附着的N-聚糖的位点、蛋白质和细胞特异性。最后，多组学方法的进步将补充和加强高通量糖组学和糖基化遗传学的进展。特别值得关注的是测量单细胞转录组的技术。这种技术可以分解复杂的细胞混合物中的转录，从而为使糖基化与特定——可能是稀有——细胞类型保持一致提供可能。总之，对蛋白质N-糖基化遗传控制的持续研究应能进一步加深人们对蛋白质糖基化生物学知识的了解，这将有助于开发新的方法来对抗糖蛋白依赖性自身免疫、癌症和其他疾病。

引用信息：Anna Timoshchuk, Sodbo Sharapov, Yurii S. Aulchenko. Twelve Years of Genome-Wide Association Studies of Human Protein N-Glycosylation [J]. Engineering, 2023, 26(7): 17-31.

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原文链接：https://www.engineering.org.cn/engi/EN/10.1016/j.eng.2023.03.013

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