摘要：一種研究細胞釋放的蛋白質的新方法已經開發出來，這可能會導致開發追蹤包括癌癥在內的疾病的新工具。
弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)和倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的科學家們開發了一種研究細胞釋放的蛋白質的新方法，這可能會催生追蹤包括癌癥在內的疾病的新工具。
生物標記是非常有價值的工具，它使醫生能夠研究生物學和疾病，例如，從血液或組織樣本中診斷疾病，預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病變細胞。
但是，尋找這些生物標志物具有挑戰性。為了幫助診斷疾病，科學家需要確定由病變細胞或癌細胞獨有而健康細胞不釋放的蛋白質。
在他們今天(10月25日)發表在《自然通訊》雜志上的研究中，該團隊開發了一種新方法，可以識別由特定類型的細胞釋放的蛋白質，即使這些細胞與許多其他類型的細胞生活在一個復雜的環境中。
圖1 科學家團隊開發了新方法可以識別由特定類型的細胞釋放的蛋白質
“當你有一個包含不同細胞系的樣本時，很難識別來自特定細胞系的蛋白質。當然，在實驗室中，我們可以只使用一種類型的細胞進行實驗，但這些條件不能反映體內發生的情況，細胞之間的復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，”克里克和帝國理工學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胞中的糖分子添加化學標簽。雖然所有的細胞都吸收糖分，但研究人員對他們想要研究的細胞類型進行了基因改造，只有這一類型的細胞會將糖分添加到蛋白質中。當細胞制造這些蛋白質時，它們仍然帶有化學標簽，這意味著研究人員可以識別它們。
圖2 用于化學標記UDP-GalNAc/GlcNAc類似物的人工生物合成途徑的開發
該方法使用了生物正交或“點擊”化學，該化學被授予了今年的諾貝爾化學獎。該獎項的獲得者之一，來自斯坦福大學的卡伯林·貝爾托茲是這項研究的合著者。化學標簽被選中，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或給它們添加熒光標簽。
研究人員展示了他們的方法，稱為生物正交細胞系特異性糖蛋白標記(BOCTAG)，在多種細胞系的細胞培養中有效，在小鼠中也有效，研究人員成功地標記了特定癌細胞的蛋白質。
圖3 BOCTAG在共培養和體內憑細胞特異性標記糖蛋白
“在這項研究中，我們觀察了癌細胞產生的蛋白質，但我們的方法也可以用于其他領域，包括免疫學或傳染病的研究。它還可以用來更好地理解疾病生物學，包括腫瘤細胞如何在體內復雜的相互作用下發生變化，”克里克大學的第一作者、博士后培訓研究員安娜·西奧斯說。
本補充說:“我們團隊的下一步將是繼續開發這種方法，并更多地了解細胞如何根據環境產生不同的蛋白質。”
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：一種研究細胞釋放的蛋白質的新方法已經開發出來，這可能會導致開發追蹤包括癌癥在內的疾病的新工具。
弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)和倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的科學家們開發了一種研究細胞釋放的蛋白質的新方法，這可能會催生追蹤包括癌癥在內的疾病的新工具。
生物標記是非常有價值的工具，它使醫生能夠研究生物學和疾病，例如，從血液或組織樣本中診斷疾病，預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病變細胞。
但是，尋找這些生物標志物具有挑戰性。為了幫助診斷疾病，科學家需要確定由病變細胞或癌細胞獨有而健康細胞不釋放的蛋白質。
在他們今天(10月25日)發表在《自然通訊》雜志上的研究中，該團隊開發了一種新方法，可以識別由特定類型的細胞釋放的蛋白質，即使這些細胞與許多其他類型的細胞生活在一個復雜的環境中。
圖1 科學家團隊開發了新方法可以識別由特定類型的細胞釋放的蛋白質
“當你有一個包含不同細胞系的樣本時，很難識別來自特定細胞系的蛋白質。當然，在實驗室中，我們可以只使用一種類型的細胞進行實驗，但這些條件不能反映體內發生的情況，細胞之間的復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，”克里克和帝國理工學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胞中的糖分子添加化學標簽。雖然所有的細胞都吸收糖分，但研究人員對他們想要研究的細胞類型進行了基因改造，只有這一類型的細胞會將糖分添加到蛋白質中。當細胞制造這些蛋白質時，它們仍然帶有化學標簽，這意味著研究人員可以識別它們。
圖2 用于化學標記UDP-GalNAc/GlcNAc類似物的人工生物合成途徑的開發
該方法使用了生物正交或“點擊”化學，該化學被授予了今年的諾貝爾化學獎。該獎項的獲得者之一，來自斯坦福大學的卡伯林·貝爾托茲是這項研究的合著者。化學標簽被選中，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或給它們添加熒光標簽。
研究人員展示了他們的方法，稱為生物正交細胞系特異性糖蛋白標記(BOCTAG)，在多種細胞系的細胞培養中有效，在小鼠中也有效，研究人員成功地標記了特定癌細胞的蛋白質。
圖3 BOCTAG在共培養和體內憑細胞特異性標記糖蛋白
“在這項研究中，我們觀察了癌細胞產生的蛋白質，但我們的方法也可以用于其他領域，包括免疫學或傳染病的研究。它還可以用來更好地理解疾病生物學，包括腫瘤細胞如何在體內復雜的相互作用下發生變化，”克里克大學的第一作者、博士后培訓研究員安娜·西奧斯說。
本補充說:“我們團隊的下一步將是繼續開發這種方法，并更多地了解細胞如何根據環境產生不同的蛋白質。”
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
