陈兴研究组发展出细胞靶向性聚糖标记新方法

糖基化是最普遍却也最为复杂的一种蛋白质翻译后修饰。聚糖在信号传导、生物识别、胚胎发育等一系列生物过程中发挥着至关重要的功能。糖基化过程必须得到严格的调控，其异常往往伴随着各种人类疾病，如炎症和癌症等。因此，在活细胞和活体条件下研究糖基化过程的动态变化对于认识糖生物学的基本规律，了解相关人类疾病的发生机制至关重要。然而，由于聚糖的生物合成不由基因模板直接控制，传统分子生物学手段在糖生物学的研究中往往受到很大的限制。 近年来，非天然糖代谢标记成为了聚糖成像和检测的有力工具。这项技术利用生物体的糖代谢过程，将含有生物正交反应基团的非天然糖探针标记于细胞表面的聚糖之中，并利用生物正交反应对其进行检测（图1）。

图1. 非天然糖代谢标记的基本原理：带有生物正交反应基团的非天然糖探针通过细胞的糖代谢合成途径，被表达于细胞表面的聚糖上；然后，被特异修饰的糖可以通过生物正交反应连接探针，用以在活细胞条件下研究聚糖的功能。

陈兴课题组致力于发展化学生物学新方法，在活细胞和活体水平标记并研究糖基化动态过程。在最近发表于J. Am. Chem. Soc.（2012，134，9914-9917）的一项工作中，陈兴课题组发展出了一种具有细胞靶向性的非天然糖代谢标记新方法。他们巧妙地将非天然糖包裹在靶向性脂质体内，并通过受体介导的细胞内吞，将非天然糖传输到特定的细胞内。进入细胞的非天然糖通过糖代谢途径修饰于细胞表面聚糖上，最后通过生物正交反应进行成像和检测(图2)。这项技术有望被用于在活体中靶向标记癌细胞或特定免疫细胞中的糖基化过程。该工作由研究生谢然、洪森炼、容杰和博士后冯连顺合作完成。

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图2. 具有细胞靶向性的非天然糖代谢标记新方法: 带有靶向配体的脂质体被利用来将非天然糖传输到表达了特定受体的细胞内。通过这项技术，可以在含有多种细胞的复杂体系中靶向性地标记含特定受体的细胞表面的聚糖。