ADV MATER:研究發現基於新型材料的化學生物學探針特異性標記肝細胞

2021-01-11 生物谷

利用細胞表面特異性受體及蛋白標誌物，識別並捕捉特定組織及特定生理病理狀態下的細胞，對於疾病診斷、靶向治療都有非常重要的意義。糖蛋白及糖結合蛋白作為細胞-細胞、細胞-微環境相互作用的重要媒介，隨著糖組學的發展，其重要性也日益受到重視。

中科院上海藥物研究所與華東理工大學的研究人員合作開發了基於氧化石墨烯-糖分子，可識別肝細胞表面特異性糖受體的開關型生物傳感器。化學生物學探針分子GR1的螢光基團通過π堆疊與氧化態石墨烯（GO）作用。在沒有與靶蛋白特異性識別結合時，該螢光集團被激發後，螢光能量轉移至石墨烯，使螢光信號發生淬滅並不顯示螢光。當該生物探針分子利用其靶向基團-乙醯半乳糖特異性捕捉並識別肝細胞及肝癌細胞特異性表達的ASGPR受體後，兩者相互結合，而該結合力強於探針與石墨烯的結合力，打斷了探針分子螢光團與石墨烯的π-π作用，螢光得到恢復。同時這個開關型的糖分子探針，具有非常好的靶向ASGPR的特異性，對於非肝細胞及敲除ASGPR肝細胞的識別能力顯著降低。

此項研究工作是在陳國榮教授、賀曉鵬博士和李佳研究員的指導下，由兩個課題組聯合培養研究生魏曉麗及相關研究人員共同合作完成。利用細胞表面糖結合蛋白和明星材料「石墨烯」多元性開發建立了經濟型、特異性「糖簇石墨烯」生物探針，為糖組學與新型材料有效結合建立基於糖分子的新型探針實現生物分子特異性識別提供了新方向。該項研究8月14日已發表於國際頂級刊物Advanced Materials (2013, 25:4097, IF 14.829)，且被選為該期雜誌的封面。(生物谷Bioon.com)

生物谷推薦的英文摘要



Advanced Materials   DOI: 10.1002/adma.201300187

Fluorogenic Probing of Specific Recognitions between Sugar Ligands and Glycoprotein Receptors on Cancer Cells by an Economic Graphene Nanocomposite
 
Hai-Lin Zhang,Xiao-Li Wei,Yi Zang,Jia-Yi Cao,hanshan Liu,Xiao-Peng He,Qibin Chen,Yi-Tao Long,Jia Li , Guo-Rong Chen,and Kaixian Chen

The specific intercellular recognitions between ligands and protein receptors, such as those between the saccharide chains pervaded on the cell surface of nearly all living organisms and their cognitive glycoprotein receptors, are a class of pivotal natural interactions that trigger cell responses, ultimately leading to the activation of a number of crucial physiological and pathological events such as cell-cell adhesion, cell development and differentiation, virus invasion, bacterial infection, and cancer metastasis.The ingenious probing of the sugar-based ligand-transmembrane receptor interactions therefore represents a significant subject of research that will contribute to the study of the 「glycomics」 as well as facilitate the early-state disease diagnosis and drug and vaccine development.However, protocols currently established to interpret these recognitions such as the western blotting and immuno-cytochemistry techniques generally require tedious workup to construct the sensing system and to perform the analysis along with the use of expensive raw materials, which signifies that simple fabrication of accurate yet economic glyco-sensors applicable by researchers without technical and/or financial limitations remains an urgent task.

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