科學家用新技術解析細胞表面聚糖

　我們身體的每個細胞表面都覆蓋著密集的糖分子，這些糖分子在人體的發育及疾病中發揮著關鍵性的作用。然而由于其復雜性，到目前為止了解這些“聚糖”的組成對科學家們來說仍是非常困難的事情。

　　近日來自美國埃默里大學醫學院的研究人員通過基因芯片微陣列技術和一種他們稱之“散彈糖組學”（shotgunglycomics）的方法對聚糖展開了研究。埃默里研究小組開發了一種新的化學方法可將一種熒光染料粘附到純化的聚糖上，再將個別的聚糖分成多個小點固定到在玻片上進行檢測。這種方法的詳細描述發表在本周的《自然—方法學》（NatureMethods）期刊上。

　　“這些載玻片可分離并顯示細胞內所有的聚糖，因而我們能夠檢測到粘附在它們上面的物質。然而目前我們還無法知道這些聚糖的結構”論文資深作者、埃默里大學醫學院糖組學中心主任及生物化學教授DavidSmith博士說：“這也是我們用‘散彈’（shotgun）這個詞來描述我們的這種半隨機研究方式的原因。”

　　在證實這種技術的實用性后，研究小組利用它檢測了一個特異的分子，這個特異分子可被大多數萊姆氏病（Lymedisease）患者血液中存在的自反應抗體識別。萊姆氏病是由于蜱叮咬后感染了包柔氏螺旋體菌所引起的一種疾病，病情嚴重的患者其免疫系統會對這種細菌產生一種自身免疫反應。

　　“通過這種方法我們能夠對聚糖進行分析，從而為人類自身免疫疾病的診斷開辟了一條新的途徑，并有可能找到清除機體的自身反應性抗體或抑制它們對于細胞的病態攻擊的新治療方法，”論文通訊作者、埃默里大學醫學院教授理查德·卡敏斯（RichardD.Cummings）說道。

　　與蛋白質或DNA相比較，*解析聚糖的結構更為困難，這是因為聚糖可形成多種分支結構，其中的每一個鏈環在化學上都可能存在差異。細胞中包含有成千上萬種不同的聚糖，它們通常粘附在蛋白質或脂質上。科學家們利用這種“散彈”方法，首先找到與蛋白質例如抗體或毒素結合特異的聚糖點，然后針對這個葡聚糖點集中進行研究，并確定它的完整序列。這種方法可幫助研究人員從載玻片上成千上萬的聚糖中篩選出比較重要的聚糖。

　　“存在于糖蛋白或糖脂上的糖類對于這些分子的功能起決定性的作用，”美國國立衛生研究院下屬國立普通醫學科學研究所糖生物學研究資金的監管人員PamelaMarino說：“了解編碼于這些糖分子中的信息及它們促進蛋白質間相互作用的機制至關重要。本研究得到了來自NIGMSEUREKA計劃高風險研究的資金資助，證實了新型‘散彈’方法適用于解析聚糖編碼，可用于檢測感染和免疫中聚糖的作用。”

　　目前埃默里研究小組已將這種“散彈糖組學“方法運用到紅細胞、腫瘤細胞及腦源性脂質中。Cummings說：”這種新技術可用于尋找顯示在癌細胞上的特殊糖分子，有潛力適用于腫瘤的診斷或治療中。”