摘要：一種研究細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)的新方法已經(jīng)開發(fā)出來，這可能會導(dǎo)致開發(fā)追蹤包括癌癥在內(nèi)的疾病的新工具。
弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)和倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London)的科學(xué)家們開發(fā)了一種研究細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)的新方法，這可能會催生追蹤包括癌癥在內(nèi)的疾病的新工具。
生物標(biāo)記是非常有價值的工具，它使醫(yī)生能夠研究生物學(xué)和疾病，例如，從血液或組織樣本中診斷疾病，預(yù)測一種治療方法是否對個體有效，或觀察一種藥物有多少能到達(dá)病變細(xì)胞。
但是，尋找這些生物標(biāo)志物具有挑戰(zhàn)性。為了幫助診斷疾病，科學(xué)家需要確定由病變細(xì)胞或癌細(xì)胞獨有而健康細(xì)胞不釋放的蛋白質(zhì)。
在他們今天(10月25日)發(fā)表在《自然通訊》雜志上的研究中，該團(tuán)隊開發(fā)了一種新方法，可以識別由特定類型的細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)，即使這些細(xì)胞與許多其他類型的細(xì)胞生活在一個復(fù)雜的環(huán)境中。
圖1 科學(xué)家團(tuán)隊開發(fā)了新方法可以識別由特定類型的細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)
“當(dāng)你有一個包含不同細(xì)胞系的樣本時，很難識別來自特定細(xì)胞系的蛋白質(zhì)。當(dāng)然，在實驗室中，我們可以只使用一種類型的細(xì)胞進(jìn)行實驗，但這些條件不能反映體內(nèi)發(fā)生的情況，細(xì)胞之間的復(fù)雜相互作用可能會影響它們的行為，從而影響它們釋放的蛋白質(zhì)，”克里克和帝國理工學(xué)院的主要作者和小組組長本·舒曼解釋說。
新方法的核心是給添加到細(xì)胞中的糖分子添加化學(xué)標(biāo)簽。雖然所有的細(xì)胞都吸收糖分，但研究人員對他們想要研究的細(xì)胞類型進(jìn)行了基因改造，只有這一類型的細(xì)胞會將糖分添加到蛋白質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞制造這些蛋白質(zhì)時，它們?nèi)匀粠в谢瘜W(xué)標(biāo)簽，這意味著研究人員可以識別它們。
圖2 用于化學(xué)標(biāo)記UDP-GalNAc/GlcNAc類似物的人工生物合成途徑的開發(fā)
該方法使用了生物正交或“點擊”化學(xué)，該化學(xué)被授予了今年的諾貝爾化學(xué)獎。該獎項的獲得者之一，來自斯坦福大學(xué)的卡伯林·貝爾托茲是這項研究的合著者。化學(xué)標(biāo)簽被選中，這樣它就可以與另一種分子“咔嚓”一聲，幫助研究人員分離所需的蛋白質(zhì)或給它們添加熒光標(biāo)簽。
研究人員展示了他們的方法，稱為生物正交細(xì)胞系特異性糖蛋白標(biāo)記(BOCTAG)，在多種細(xì)胞系的細(xì)胞培養(yǎng)中有效，在小鼠中也有效，研究人員成功地標(biāo)記了特定癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)。
圖3 BOCTAG在共培養(yǎng)和體內(nèi)憑細(xì)胞特異性標(biāo)記糖蛋白
“在這項研究中，我們觀察了癌細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，但我們的方法也可以用于其他領(lǐng)域，包括免疫學(xué)或傳染病的研究。它還可以用來更好地理解疾病生物學(xué)，包括腫瘤細(xì)胞如何在體內(nèi)復(fù)雜的相互作用下發(fā)生變化，”克里克大學(xué)的第一作者、博士后培訓(xùn)研究員安娜·西奧斯說。
本補充說:“我們團(tuán)隊的下一步將是繼續(xù)開發(fā)這種方法，并更多地了解細(xì)胞如何根據(jù)環(huán)境產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。”
參考資料：
[1] Anna Cioce, Beatriz Calle, Tatiana Rizou, Sarah C. Lowery, Victoria L. Bridgeman, Keira E. Mahoney, Andrea Marchesi, Ganka Bineva-Todd, Helen Flynn, Zhen Li, Omur Y. Tastan, Chloe Roustan, Pablo Soro-Barrio, Mahmoud-Reza Rafiee, Acely Garza-Garcia, Aristotelis Antonopoulos, Thomas M. Wood, Tessa Keenan, Peter Both, Kun Huang, Fabio Parmeggian, Ambrosius P. Snijders, Mark Skehel, Svend Kj?r, Martin A. Fascione, Carolyn R. Bertozzi, Stuart M. Haslam, Sabine L. Flitsch, Stacy A. Malaker, Ilaria Malanchi, Benjamin Schumann. Cell-specific bioorthogonal tagging of glycoproteins. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-33854-0
摘要：一種研究細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)的新方法已經(jīng)開發(fā)出來，這可能會導(dǎo)致開發(fā)追蹤包括癌癥在內(nèi)的疾病的新工具。
弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)和倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London)的科學(xué)家們開發(fā)了一種研究細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)的新方法，這可能會催生追蹤包括癌癥在內(nèi)的疾病的新工具。
生物標(biāo)記是非常有價值的工具，它使醫(yī)生能夠研究生物學(xué)和疾病，例如，從血液或組織樣本中診斷疾病，預(yù)測一種治療方法是否對個體有效，或觀察一種藥物有多少能到達(dá)病變細(xì)胞。
但是，尋找這些生物標(biāo)志物具有挑戰(zhàn)性。為了幫助診斷疾病，科學(xué)家需要確定由病變細(xì)胞或癌細(xì)胞獨有而健康細(xì)胞不釋放的蛋白質(zhì)。
在他們今天(10月25日)發(fā)表在《自然通訊》雜志上的研究中，該團(tuán)隊開發(fā)了一種新方法，可以識別由特定類型的細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)，即使這些細(xì)胞與許多其他類型的細(xì)胞生活在一個復(fù)雜的環(huán)境中。
圖1 科學(xué)家團(tuán)隊開發(fā)了新方法可以識別由特定類型的細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)
“當(dāng)你有一個包含不同細(xì)胞系的樣本時，很難識別來自特定細(xì)胞系的蛋白質(zhì)。當(dāng)然，在實驗室中，我們可以只使用一種類型的細(xì)胞進(jìn)行實驗，但這些條件不能反映體內(nèi)發(fā)生的情況，細(xì)胞之間的復(fù)雜相互作用可能會影響它們的行為，從而影響它們釋放的蛋白質(zhì)，”克里克和帝國理工學(xué)院的主要作者和小組組長本·舒曼解釋說。
新方法的核心是給添加到細(xì)胞中的糖分子添加化學(xué)標(biāo)簽。雖然所有的細(xì)胞都吸收糖分，但研究人員對他們想要研究的細(xì)胞類型進(jìn)行了基因改造，只有這一類型的細(xì)胞會將糖分添加到蛋白質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞制造這些蛋白質(zhì)時，它們?nèi)匀粠в谢瘜W(xué)標(biāo)簽，這意味著研究人員可以識別它們。
圖2 用于化學(xué)標(biāo)記UDP-GalNAc/GlcNAc類似物的人工生物合成途徑的開發(fā)
該方法使用了生物正交或“點擊”化學(xué)，該化學(xué)被授予了今年的諾貝爾化學(xué)獎。該獎項的獲得者之一，來自斯坦福大學(xué)的卡伯林·貝爾托茲是這項研究的合著者。化學(xué)標(biāo)簽被選中，這樣它就可以與另一種分子“咔嚓”一聲，幫助研究人員分離所需的蛋白質(zhì)或給它們添加熒光標(biāo)簽。
研究人員展示了他們的方法，稱為生物正交細(xì)胞系特異性糖蛋白標(biāo)記(BOCTAG)，在多種細(xì)胞系的細(xì)胞培養(yǎng)中有效，在小鼠中也有效，研究人員成功地標(biāo)記了特定癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)。
圖3 BOCTAG在共培養(yǎng)和體內(nèi)憑細(xì)胞特異性標(biāo)記糖蛋白
“在這項研究中，我們觀察了癌細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，但我們的方法也可以用于其他領(lǐng)域，包括免疫學(xué)或傳染病的研究。它還可以用來更好地理解疾病生物學(xué)，包括腫瘤細(xì)胞如何在體內(nèi)復(fù)雜的相互作用下發(fā)生變化，”克里克大學(xué)的第一作者、博士后培訓(xùn)研究員安娜·西奧斯說。
本補充說:“我們團(tuán)隊的下一步將是繼續(xù)開發(fā)這種方法，并更多地了解細(xì)胞如何根據(jù)環(huán)境產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。”
參考資料：
[1] Anna Cioce, Beatriz Calle, Tatiana Rizou, Sarah C. Lowery, Victoria L. Bridgeman, Keira E. Mahoney, Andrea Marchesi, Ganka Bineva-Todd, Helen Flynn, Zhen Li, Omur Y. Tastan, Chloe Roustan, Pablo Soro-Barrio, Mahmoud-Reza Rafiee, Acely Garza-Garcia, Aristotelis Antonopoulos, Thomas M. Wood, Tessa Keenan, Peter Both, Kun Huang, Fabio Parmeggian, Ambrosius P. Snijders, Mark Skehel, Svend Kj?r, Martin A. Fascione, Carolyn R. Bertozzi, Stuart M. Haslam, Sabine L. Flitsch, Stacy A. Malaker, Ilaria Malanchi, Benjamin Schumann. Cell-specific bioorthogonal tagging of glycoproteins. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-33854-0
