隨著近年來社會老齡化的程度加深，公眾對衰老及衰老相關疾病伴隨的糖鏈變化關注度提高。糖鏈解析技術的進步讓糖鏈變化檢測成為可能，但過往的研究均侷限於特定的器官或糖鏈，跨器官的衰老相關糖鏈變化全貌及其分子機制此前尚未充分得到闡明。
東京都健康長壽醫療中心衰老機制研究團隊的赤阪啟子研究員、萬谷博研究部長等人，與名古屋大學糖鏈生命核心研究所的花松久壽特任講師、古川潤一特任教授等人合作，解析了小鼠多器官中隨衰老發生的N型糖鏈變化，發現短鏈N型糖鏈（少甘露糖型糖鏈）會隨衰老而增加，提示了該糖鏈具備成為生物學衰老通用指標的可能性。相關研究成果已發表在期刊《npj Aging》上。
圖1 衰老引發的N型糖鏈修飾變化（供圖：東京都健康長壽醫療中心）
蛋白質上修飾的N型糖鏈，會在高爾基體內由高甘露糖型經重構形成複合型與雜合型，逐漸成熟。已有研究指出，少甘露糖型糖鏈（短鏈型糖鏈）由溶酶體等結構經降解產生，但脊椎動物的常規生物合成途徑不涉及溶酶體介導，因此其詳細生成機制此前尚不明確。本研究揭示了衰老器官中少甘露糖型糖鏈增加的現象，並發現其生成過程有溶酶體酵素HEXA與HEXB的參與。
研究團隊以年輕（6月齡）至年老（24月齡）小鼠的多個器官（血清、腦、肺、心臟、肝臟、骨骼肌、腎臟）為樣本，通過質譜分析開展N型糖鏈的系統性解析。通過分析各類糖鏈與小鼠月齡的相關性，跨器官評估衰老伴隨的糖鏈變化。此外，對糖鏈變化與基因表達數據開展了整合分析，探究了參與該變化的分子基礎。另外，研究團隊利用衰老模型——α-Klotho小鼠及人肺來源細胞衰老誘導模型，驗證了衰老伴隨的糖鏈變化在組織水平與細胞水平的衰老中是否也可再現，並解析了其分子機制。
全景式糖鏈解析結果表明，伴隨著衰老，以岩藻糖基化糖鏈為代表的多種N型糖鏈均發生了變化。這些變化中，除器官特異性變化外，還存在諸如少甘露糖型糖鏈這類在多器官中普遍增加的共性變化。
少甘露糖型糖鏈是哺乳動物體內功能尚未充分闡明的一類短鏈糖鏈，本次研究發現其增加與小鼠月齡呈高度相關。此外，結合基因表達的整合分析顯示，少甘露糖型糖鏈的增加，可能與溶酶體糖苷水解酶家族、尤其是HEXA和HEXB的表達上調相關。
此外，在呈現老年肺樣病理表型的α-Klotho小鼠肺部同樣檢測到少甘露糖型糖鏈的增加，提示其與衰老伴隨的組織改變存在關聯。另外，在人類肺來源的小氣道上皮細胞與肺纖維母細胞中誘導細胞衰老後發現，伴隨HEXA和HEXB的表達上調，少甘露糖型糖鏈的佔比也有所增加。
上述結果表明，少甘露糖型糖鏈是衰老過程中在多種器官中共同出現的糖鏈變化，其形成過程可能受到溶酶體糖苷水解酶的影響。該成果不僅深化了對衰老伴隨的糖鏈變化分子基礎的理解，同時還提示了少甘露糖型糖鏈具備成為新型衰老指標與治療靶點的可能性。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：npj Aging
論文：Comparative organ-wide analysis of age-related N-glycan alterations in mice reveals a link to lysosomal glycosidases
DOI：10.1038/s41514-026-00436-z
