近日，西北大学生命科学学院孙士生教授团队在Redox Biology期刊上发表了题为“A High-resolution N-Glycoproteome Landscape of Aging Mouse Ovary”的研究论文（https://doi.org/10.1016/j.redox.2025.103584），该研究借助自主开发的高精度糖蛋白质组学技术，首次绘制了小鼠卵巢衰老过程中位点特异性N-糖基化的动态变化图谱。这一研究成果为深入理解卵巢衰老的分子机制提供了全新的糖生物学视角，也为未来生殖健康的干预策略提供了潜在靶点。

卵巢是最早发生年龄相关功能衰退的器官之一。卵巢衰老不仅影响女性生殖功能，还与心血管、骨骼、免疫系统以及认知功能等多方面的健康问题密切相关。卵巢衰老分子机制研究对于理解和改善女性健康衰老至关重要。随着基因组、蛋白质组及单细胞转录组等组学技术相继应用于卵巢衰老研究，进一步了解其糖链及蛋白质糖基化改变成为了全面理解卵巢衰老的重要一环。糖质（糖链）是四大生物大分子之一，蛋白质糖基化也是最重要和最普遍的蛋白质翻译后修饰之一。诸多证据表明糖质和糖基化在卵子发育、成熟及受精过程中都发挥着至关重要的作用。但是由于糖链结构的复杂性和蛋白糖基化的微不均一性，位点特异性的糖链结构解析一直是生命科学领域的技术难题。

孙士生教授团队前期提出了一种全新的模块化策略并借此开发了StrucGP完整糖肽分析软件，首次实现了不依赖糖链数据库从头解析每个糖基化位点上的N-连接糖链精细结构（Nature Methods, 2021）。近期又开发了基于高精度糖蛋白质组的大数据分析系统，能够全面深入挖掘卵巢衰相关的位点特异性N-糖链变化。在这项研究中，团队利用StrucGP技术体系结合串联质谱标签（TMT）定量分析，鉴定了19,533个完整N-糖肽，3,746种N-糖蛋白和5,857个N-糖基化位点，这是迄今为止鉴定深度最高的小鼠卵巢的糖蛋白质组学图谱。研究发现了不同的亚细胞成分中存在特定的N-聚糖结构性特征，其中在小鼠卵巢透明带（zona pellucida，ZP）中观察到高比例的LacdiNAc糖链结构。尤其重要的是，研究揭示了卵巢衰老过程中存在三大显著的N-糖基化改变：1) 核心岩藻糖基化发生高频变化，相关糖蛋白与细胞粘附、免疫应答和应激反应密切相关；2) LacdiNAc糖链显著减少，并且高度富集于透明带糖蛋白，与卵母细胞的受精过程密切相关；3) 唾液酸修饰显著增加，与免疫反应密切相关，并且两种类型的唾液酸Neu5Ac和Neu5Gc分别参与了不同的免疫调控途径。

图1. 小鼠卵巢透明带中富含LacdiNAc糖链结构且随卵巢衰老显著降低。（A）LacdiNAc糖链在透明带富集；（B）四种类型的LacdiNAc糖链均随卵巢衰老而显著下调；（C）凝集素组化染色进一步证实LacdiNAc糖链在卵子透明带富集，并随着卵巢衰老而显著降低。

研究还揭示了糖基化在信号通路中的独特作用，特别是定位于细胞外基质和细胞膜表面的糖蛋白可能发挥信号通路的上游调控功能。特定糖基化位点上的糖链结构改变可能还与多种衰老相关的生物学过程之间存在密切关系，例如在活性氧（ROS）的合成与代谢通路都在卵巢衰老中表现出核心岩藻糖基化的减少，但分支结构变化不同。以及在卵巢衰老过程中发生显著上调的铁死亡（ferroptosis）和细胞凋亡（apoptosis）等信号通路相关差异糖肽则分别显示出富含唾液酸修饰的复杂型糖链以及高甘露型糖链。该研究不仅填补了卵巢糖蛋白质组学的空白，也为探索衰老相关疾病的糖生物学机制提供了全新的视角。

西北大学生命科学学院博士生吴咏琪为本论文的第一作者，孙士生教授为通讯作者。本研究中的凝集素组化实验得到了西北大学李铮教授、于汉杰博士和研究生杜佳宝同学的大力支持和帮助。孙士生教授团队自2017年创建以来一直从事糖蛋白质组学方法学和应用研究，致力于建立可全面和精细解析N-糖蛋白质组的方法与分析体系，以及开发可实现高通量和自动化解析完整糖肽的软件系统，并用于各种生物医学的糖蛋白质组学研究。研究成果先后在Nature Biotechnology, Nature Methods, Nature Communications, Theranostics, Carbohydrate Polymers, Redox Biology 等期刊发表。

孙士生教授实验室介绍：https://faculty.nwu.edu.cn/ShishengSun

原文链接：www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231725000977