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科学家制造人工粘液来探测早期肿瘤的形成

2024-03-19健康

一项新的研究揭示了粘液的多种作用,粘液是一种在感冒和流感季节排出的粘性物质。

犹他大学的研究人员合成了一种称为粘蛋白的粘液关键成分。c

这些糖衣蛋白不仅控制分子转运,而且在免疫学和细胞行为中发挥重要作用。

在这项新研究中,研究人员使用合成粘蛋白来了解它如何影响肿瘤形成的早期阶段。

根据新闻稿,研究小组发现,「将健康细胞的粘蛋白改变为类似于癌细胞的粘蛋白,使健康细胞表现得更像癌症。

粘液的多种作用

领导这项研究的杰西卡·克莱默(Jessica Kramer)指出,粘液长期以来一直被视为一种废物。

但是,它有很多作用可以发挥。

例如,它起到保护屏障的作用,促进微小分子和颗粒移动到呼吸和消化系统的底层上皮细胞。

此外,在早期的一项研究中,Kramer和她的同事发现,与粘蛋白相关的特定糖可以防止细胞培养中的冠状病毒感染。

「一般来说,研究粘液和粘蛋白的部分挑战在于它们具有相当多的蛋白质结构,」该大学生物医学工程教授克莱默说。

「我们正在构建合成粘蛋白,以了解这些蛋白质的化学方面如何影响癌细胞的行为。以前不可能研究这些东西,因为我们无法使用传统的遗传和生化方法控制粘蛋白的分子特性,「克莱默解释说。

新闻稿指出,人类有20多个粘蛋白基因。然而,这些基因中的每一个在各种组织中都有独特的表达。

这些基因经历一个称为剪接的过程,该过程产生多种蛋白质。此外,细胞通过各种过程改变这些蛋白质,例如添加新的糖,以满足身体的特定要求。

因此,缺乏「产生单个粘蛋白的简单遗传方法」。

创建合成粘液以了解肿瘤

Kramer教授和她的同事使用结合合成化学和细菌酶的创新技术创造了新型合成粘蛋白。

这些合成粘蛋白允许进行精确的实验,从而深入了解不同的糖和蛋白质序列如何影响细胞行为。

早期的实验室研究表明,在癌细胞表面发现的粘蛋白在促进转移中起作用,转移是癌症扩散到身体的其他组织。

此外,这些粘蛋白通过抑制免疫细胞的活化来帮助癌细胞逃避人体的免疫系统防御。

在正常情况下,非癌性上皮细胞会经历生长并粘附在邻近细胞上的过程。随着它们的继续生长,一些细胞自然地从上皮层中排出,以保持平衡和稳定的组织结构。

然而,当克莱默教授的团队修改这些细胞以拥有类似于癌细胞上的致密粘蛋白层时,这种正常的挤压过程被破坏了。修饰的细胞没有被消除,而是积累和堆积,类似于肿瘤形成的初始阶段。

这种类型的研究可能使科学家能够开发基于粘蛋白的靶向疗法。

「对于疫苗,我们不能只考虑蛋白质序列,因为这不是免疫系统的分子。相反,当免疫细胞撞到癌细胞表面时,它将首先看到糖,而不是蛋白质骨架,「克莱默在新闻稿中解释道。

研究结果于3月18日星期一在美国化学学会(ACS)上发表。