陳興團隊與合作者開發了用于臨床腦組織樣品的快速糖質代謝标記技術

　　脊椎動物的大腦隻占到體重的約2%，卻消耗高達20%的葡萄糖¹。與此同時，大腦也是高度糖基化的器官，唾液酸化糖質等在神經細胞中高度富集并發揮重要的生物學功能，神經退行性疾病、腦腫瘤等的發生發展與異常唾液酸糖基化相關聯^2-3。因此，對腦中尤其是病人腦組織中的唾液酸糖質進行可視化研究，具有重要的臨床意義。

　　目前，在活體中進行唾液酸化糖質特異性标記和成像，主要依賴基于生物正交反應的代謝糖質标記技術^4-6。該方法通過将含有生物正交基團（例如疊氮或端炔）的非天然單糖通過糖代謝整合到糖質中，進而利用生物正交反應或點擊化學連接熒光分子進行成像。盡管代謝糖質标記已被廣泛應用于各種細胞和小鼠等動物的糖質成像研究，但是目前還難以用于臨床腦組織樣品的研究。對于臨床相關研究，急性腦組織切片是一種實用且功能強大的研究體系，然而通常隻有6至12小時的生命周期。而代謝糖質标記往往需要2至7天的時間。這一時間上的差異，阻礙了代謝糖質标記在臨床樣品研究中的應用。

　　beat365官方网站、北大-清華生命科學聯合中心陳興教授團隊一直關注将化學糖生物學研究沿着從實驗室到臨床（bench-to-bedside）的方向推進，于2024年07月29日在J. Am. Chem. Soc.期刊上，與合作者一起在線發表題為“Fast Metabolic Glycan Labeling for Click-Labeling and Imaging of Sialoglycans in Living Acute Brain Slices from Mice and Human Patients”的研究論文，報道了一種快速代謝糖質标記技術（fMGL），解決了上述問題。

　　圖1：fMGL在鼠源和人源的活性腦組織切片中實現快速标記和唾液酸聚糖成像

　　在fMGL技術中，開發了一類基于ManNAc-6-P的新型非天然糖，跳過了唾液酸生物合成的限速步，大大縮短了标記時間（圖1a，b）。該系列探針标記快速、效率高，在細胞和活組織切片上，能在4個小時内就達到高效的标記，且适用于小鼠和人類臨床組織樣品（圖1c，d）。在神經節細胞膠質瘤病人腦組織切片中，基于fMGL的成像研究發現，腫瘤組織中唾液酸化上調，且特異性地出現在膠質類癌細胞而不在神經元類癌細胞上。未來，fMGL技術在組織水平的糖質成像和手術病理學研究中具有廣闊應用前景。

　　陳興教授、beat365藥學院成波助理研究員和beat365第一醫院吳晔教授為該論文的通訊作者。2019級博士生夏筱茜是該論文的第一作者，孫德恩博士、唐麒博士、範欣琦博士、萬毅博士、崔世勇博士、張旭博士、beat365第一醫院劉慶祝主任、姜玉武主任和劉先禹博士等為該論文做出重要貢獻。該研究獲國家自然基金委、騰訊基金會和北京分子科學國家研究中心等的支持。

　　原文鍊接：

　　https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07435

　　參考文獻：

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