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Nature methods:新技术解析细胞表面聚糖

日期:2010年12月6日 浏览次数:3,423

  我们身体的每个细胞表面都覆盖着密集的糖分子,这些糖分子在人体的发育及疾病中发挥着关键性的作用。然而由于其复杂性,到目前为止了解这些“聚糖”的组成对科学家们来说仍是非常困难的事情。 近日来自美国埃默里大学医学院的研究人员通过基因芯片微阵列技术和一种他们称之“散弹糖组学”( shotgun glycomics)的方法为对聚糖展开了研究。埃默里研究小组开发了一种新的化学方法可将一种荧光染料粘附到纯化的聚糖上,再将个别的聚糖分成多个小点固定到在玻片上进行检测。这种方法详细描述在本周的《自然-方法学》(Nature Methods)期刊上。 “这些载玻片可分离并显示细胞内所有的聚糖,因而我们能够检测到粘附在它们上面的物质。然而目前我们还无法知道这些聚糖的结构”论文资深作者、埃默里大学医学院糖组学中心主任及生物化学教授David Smith博士说:“这也是我们用‘散弹’('shotgun)这个词来描述我们的这种半随机研究方式的原因。” 在证实这种技术的实用性后,研究小组利用它检测了一个特异的分子,这个特异分子可被大多数莱姆氏病(Lyme disease)患者血液中存在的自反应抗体识别。莱姆氏病是由于蜱叮咬后感染了包柔氏螺旋体菌所引起的一种疾病,病情严重的患者其免疫系统会对这种细菌产生一种自身免疫反应。 “通过这种方法我们能够对聚糖进行分析,从而为人类自身免疫疾病的诊断开辟了一条新的途径,并有可能找到清除机体的自身反应性抗体或抑制它们对于细胞的病态攻击的新治疗方法,”Cummings说道。 与蛋白质或DNA相比较,完全解析聚糖的结构更为困难,这是因为聚糖可形成多种分支结构,其中的每一个链环在化学上都可能存在差异。细胞中包含有成千上万种不同的聚糖,它们通常粘附在蛋白质或脂质上。科学家们利用这种“散弹”方法,首先找到与蛋白质例如抗体或毒素结合特异的聚糖点,然后针对这个葡聚糖点集中进行研究,并确定它的完整序列。这种方法可帮助研究人员从载玻片上成千上万的聚糖中筛选出比较重要的聚糖。 “存在于糖蛋白或糖脂上的糖类对于这些分子的功能起决定性的作用,”美国国立卫生研究所下属国立普通医学科学研究所(NIG MS)糖生物学研究资金的监管人员Pamela Marino说:“了解编码于这些糖分子中的信息及它们促进蛋白质间相互作用的机制至关重要。本研究得到了来自NIGMS EUREKA计划高风险研究的资金资助,证实了新型‘散弹’方法适用于解析聚糖编码,可用于检测感染和免疫中聚糖的作用。” 目前埃默里研究小组已将这种“散弹糖组学“方法运用到红细胞、肿瘤细胞及脑源性脂质中。Cummings说:”这种新技术可用于寻找显示在癌细胞上的特殊糖分子,有潜力适用于肿瘤的诊断或治疗中。”

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