糖的甜味成像研究疾病

美国研究人员首次在活斑马鱼的内部组织中对细胞表面聚糖(与蛋白质或脂质结合的糖)进行了成像。通过实时监测聚糖分子，该技术可以提高对许多生物过程的理解，包括炎症、细菌和病毒感染以及癌症进展。

在此之前,卡洛琳贝尔托齐他的实验室和其他实验室在开发聚糖成像技术方面取得了重大进展。但他们最近的努力仍然仅限于对正在发育的斑马鱼胚胎外层的聚糖进行成像。“任何试图监测活生物体分子的实验都是一个挑战，”Bertozzi说。“我们必须解决的问题包括探针分子的细胞和组织通路、代谢清除和稳定性问题。”

现在，斯坦福大学的Bertozzi和他在加州大学伯克利分校的同事们又向前迈进了一步，他们找到了一种结合了代谢标记、荧光探针和生物正交化学的方法，可以实现全身标记。Bertozzi说，关键是利用之前由其他实验室开发的含氟四氮探针的力量，并使用环辛功能化唾液酸衍生物作为代谢标签。

首先，研究小组向早期斑马鱼胚胎注射了环西汀功能化的唾液酸(BCN-Sia)，这种酸被纳入细胞表面聚糖中。然后将含氟四氮探针注射到尾静脉，与环辛进行生物正交结扎反应，产生大量荧光增强，使唾液化的体内荧光成像成为可能——在斑马鱼胚胎发生期间，唾液化是一个对多种细胞功能至关重要的过程。由于反应迅速，不需要催化剂，而且明亮的荧光四氮锌探针使成像变得简单。

贝尔托齐说，她对这项技术的效果感到惊讶。“我们不知道在整个身体层面会发生什么，但我们确实看到了非常惊人的模式。”她补充说，这种方法可能会为实时研究活脊椎动物的发育唾液生物学打开大门。“许多生物过程无法在体外或终点检测中完全理解。”

Neal Devaraj他在美国加州大学圣地亚哥分校的实验室帮助开发了含氟四氮探针，他认为这项工作非常令人兴奋。“将含氟烷基四氮嘧啶与环辛烷化合物结合在一起有多种原因，因此我相信它们的成像技术会有更多的应用，不仅在聚糖成像上，而且可能还会在蛋白质和核酸等其他生物分子的成像上。”

然而,安德烈七巧板他在英国剑桥大学研究癌症成像技术，他指出了一些局限性，包括这种方法只适用于透明的生物体。“为了在斑马鱼胚胎中加入BCN-Sia，作者不得不使用微量注射，从实验和翻译的角度来看，这是一种非常有限的技术。”此外，在高剂量下，这种新糖对斑马鱼胚胎显示出毒性和诱变作用。虽然从基本的角度来看很有趣，但这里提出的技术不能外推到更相关的人类疾病模型中。”