【Nature子刊】“点击”化学的又一应用：精准识别癌细胞蛋白，助力疾病追踪

10月25日，弗朗西斯·克里克研究所和伦敦帝国理工学院的研究者于《自然通讯》（Nature Communications）发表了题为“Cell-specific bioorthogonal tagging of glycoproteins”的文章。此研究展示了称为“生物正交细胞系特异性标记糖蛋白（BOCTAG）”的新策略。运用该策略，研究者可以识别特定类型细胞释放的蛋白质（即使这些细胞处于具有许多其他细胞类型的复杂环境中）。

弗朗西斯·克里克研究所和帝国理工学院联合研究团队的负责人、本研究的主要作者Ben Schumann表示：“当样本含有各种各样的细胞系时，研究者很难识别来自某一特定细胞系的蛋白质。诚然，在实验室环境中，研究者能够营造一个具有单一类型细胞的实验，但这不会在真实的人体环境中发生——人体环境内各细胞之间的复杂相互作用可能会影响各种细胞的行为，从而对它们所释放的蛋白质造成影响。”

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33854-0

BOCTAG策略

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BOCTAG策略的核心是：将化学标签添加进糖分子中，然后将糖分子添加入细胞。虽然，各种类型的细胞都会吸收糖，但研究人员事先已对他们想要研究的细胞类型进行了基因改造，使得仅此种类型细胞能够将糖分子添加到细胞蛋白质中。当细胞在制造它们的蛋白质时，这些蛋白质仍带有化学标签，进而使研究者可以借此识别出这些由特定细胞所释放的蛋白质。

值得一提的是，该方法使用了生物正交或“点击”化学（"click" chemistry）——带有化学标签的蛋白质会被筛选出来，并与另一个分子进行“点击”，这能协助研究者分离所需的蛋白质，或对这些蛋白质添加荧光标签。在此研究中，BOCTAG策略被证实在具有多个细胞系的细胞培养物中及小鼠模型中起到作用——研究人员成功地标记了来自特定癌细胞的蛋白质。

研究意义

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该研究的第一作者、弗朗西斯·克里克研究所博士后研究员Anna Cioce表示：“在此研究中，我们聚焦于癌细胞所产生的蛋白质，但我们的方法也可以被用于其他领域，包括免疫学或传染病研究。BOCTAG策略也可以被用来更好地了解疾病生物学，包括肿瘤细胞是如何因肿瘤微环境中的复杂相互作用而发生改变。”

本研究的主要作者Ben Schumann补充道：“我们将继续开发这种策略，并更多地了解细胞是如何根据环境产生而不同的蛋白质。”

“生物正交细胞系特异性糖蛋白标记（BOCTAG）” 策略解决了生物科学中的两个主要缺点：首先，对于表征特定细胞类型产生的蛋白质，仍然存在未满足的需求。在这方面，聚糖是达到目的的一种手段，在此研究的荧光标记实验中，大的信噪比表明BOCTAG允许有效的蛋白质标记。该方法与其他技术相辅相成，包括使用非天然氨基酸、邻近生物素化和配体靶向递送方法。其次，在分析中直接结合聚糖，这让研究者能深入了解细胞类型特异性糖基化位点和可能的聚糖结构，从而为蛋白质组分析增加另一个维度。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://phys.org/news/2022-10-method-proteins-track-disease.html

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33854-0

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。