新的甘聚糖标记策略揭示了肝脏中的免疫激活

人体细胞被一层膜包裹着，膜上覆盖着被称为聚糖的各种糖分子。这些聚糖在健康和疾病中发挥着许多作用，因此理解它们很重要。然而，由于它们独特的性质，科学家们研究它们及其在体内相互作用的工具有限。

佛罗里达州朱庇特斯克里普斯研究所的助理教授、生物化学家Mia Huang博士的实验室的新研究提出了一种捕捉聚糖及其蛋白质激活剂之间难以捉摸的相互作用的策略人类细胞．黄和她的同事们应用这项技术来提高对肝病和免疫激活的理解。

写在日记里美国国家科学院学报周五，黄和同事们将重点放在一种叫做半乳糖凝集素-3的甘聚糖结合蛋白上。与斯克里普斯研究实验室化学家克里斯·帕克博士合作，该团队通过结合两种策略:接近标记和定量蛋白质组学，能够对半乳糖凝集素-3的受体阵列进行分类。

在这个过程中，他们在活肝星状细胞中发现了数百种半乳糖凝集素-3相互作用体细胞还有免疫细胞。

黄说:“由于它们的弱亲和力和动态绑定事件，这些交互逃避了传统的查询。”“我们的发现将增强我们处理和治疗基于糖基化介导事件的疾病的能力，特别是肝纤维化和自身免疫性疾病。”

找到诱惑

细胞之间通过释放分子信号进行交流。例如，这些信号，如半乳糖凝集素-3，可以激活病毒感染后的炎症反应，或在受伤后产生瘢痕组织的积聚。

在生物化学层面上，为了实现这一点，一个甘聚糖结合蛋白必须附着在它的膜受体上，就像渔夫的鱼钩涉水穿过厚厚的海带寻找它的猎物一样。黄说，确定哪些钩子适合哪些糖蛋白是解决许多疾病根源的必要步骤。

一个研究生在黄的实验室里，尤金·乔设计了一个化学捕鱼探险来寻找半乳糖凝集素-3。Joeh是斯克利普斯研究所斯卡格斯化学和生物科学研究生院的一名学生，他建议将一种名为APEX2的酶拴在半凝素-3分子上，这种酶的选择是因为它相对较小的体积和在细胞内外保持活性的能力。然后，他让成对的分子自由地扩散到细胞上。接下来，他加入了生物素苯酚和过氧化氢来创建高活性标签，标记结合复合物，这样它们就可以更容易地识别和表征。他得到了该研究所高中实习项目参与者凯南研究员乔纳森·洪(Jonathan Hung)的帮助，他在实习时是太阳海岸高中的学生，现在是约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的大一新生。

肝纤维化及其他疾病

肝脏扮演着许多角色。它处理通过消化吸收的营养物质和药物。它能清除毒素，分解酒精，在食物充足或匮乏的时候储存或释放脂肪和糖。它产生胆汁来帮助消化脂肪。随着时间的推移，酒精中毒、自身免疫性疾病、药物滥用或病毒性肝炎等疾病对肝脏的损伤会导致肝纤维化。这会导致慢性高血压、肝硬化甚至肝功能衰竭。

导致这种不健康级联的事件涉及基于肝脏的免疫白细胞(巨噬细胞)和储存脂肪的肝细胞(星状细胞)之间的相互作用。当肝巨噬细胞通过释放半乳糖凝集素-3激活肝星状细胞时，级联开始。半乳糖凝集素-3与其糖蛋白受体的对接触发星状细胞渗出胶原蛋白并发生其他变化。

这个信号，半乳糖凝集素-3，不仅仅是肝纤维化中需要考虑的一种力量。黄说，它在其他细胞中也起着重要作用，尤其是免疫系统中帮助抵御感染、癌症和毒药的细胞。

Huang说:“值得注意的是，这些蛋白质中的一些在先天和适应性免疫反应中都很重要。”

她补充说，如此多半乳糖凝集素-3受体的发现提出了许多新问题。这项工作仍在继续。

“这给了我们一个优先的蛋白质列表，这将是进一步研究免疫调节和激活的主题肝星状细胞，”她说。

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