研究人员发明了一种新的方法来绘制血液稀释药物的糖结构图

血液稀释药物肝素在世界范围内使用。但是,肝素的潜在糖结构和细胞中更广泛的硫酸乙酰肝素糖家族尚未被完全绘制出来。现在,由来自英国哥本

血液稀释药物肝素在世界范围内使用。但是,肝素的潜在糖结构和细胞中更广泛的硫酸乙酰肝素糖家族尚未被完全绘制出来。现在,由来自英国哥本哈根大学的Rebecca Miller博士领导的一个研究小组发明了一种详细绘制这种糖结构图的方法。这种方法具有揭示重要的生物学功能和开发新药的巨大潜力。

研究人员发明了一种新的方法来绘制血液稀释药物的糖结构图

自然界中到处都有像多糖这样的糖,被认为对生命的成长至关重要。在人类中,它们覆盖所有细胞的表面,被称为GAG(糖胺聚糖)的多糖家族特别丰富且难以分析。

硫酸乙酰肝素类型的GAG在调节许多生物学功能(包括炎症,神经变性和肿瘤转移)中起关键作用。实际上,一种称为肝素的特殊类型的硫酸乙酰肝素目前是临床上最常用的药物,用于预防凝血。因此,研究人员正在努力地绘制硫酸乙酰肝素的详细结构图,并将其与其生物学功能联系起来。

到目前为止,仅成功识别了少数结构,但是这可能会改变。哥本哈根大学细胞与分子医学系丹麦国家糖业研究基金会中心在自然通讯领域的一项新研究中,丽贝卡和她的团队发明了一种新方法,可以增强这些结构的作图。

确定结构是糖研究中的关键问题。如果我们知道结构,就可以确定特定生物学功能的线索,并考虑在治疗剂开发中利用这一线索的潜在方法。正如广泛使用的抗凝肝素以及未来基于肝素的新型药物在多种疾病中的潜在应用所表明的那样,这是极其重要的,并且在临床上具有现实意义。”

丽贝卡·路易丝·米勒(Rebecca Louise Miller)博士,这项新研究的通讯作者,哥本哈根糖业中心助理教授

新技术和欧盟新资金

研究人员的新方法称为“ Shotgun离子迁移质谱法测序”或SIMMS2。与已知标准品相比,该技术依靠先进的质谱技术将糖结构分解为较小的片段,分离它们并对其进行指纹识别。将糖块虚拟重新组装成原始糖的图像,就像一个大拼图游戏一样-无限地复杂得多-可以首次确定较大的多糖序列,这些序列的大小足以捕获指示抗凝等功能的线索。

“这种新方法背后的仪器是沃特世公司(Waters Ltd)在2006年发明的,可供许多制药公司和研究人员使用。这意味着该方法可以很容易地实现,并在短时间内被许多研究小组广泛用于药物发现。这项研究的合著者,利物浦大学和哥本哈根糖业研究中心的杰里米·特恩布尔教授说。

哥本哈根糖业中心的GAG小组最近报告了第一种基于细胞的方法(GAGOme),该方法可生产GAG的所有变体以发现功能和开发治疗方法(Chen等,Nature Methods 2018),并将与GAG结构测序的新方法。希望能跟踪肝素在癌症和神经发生性疾病中的许多有希望的治疗作用,并开创GAG在医学中的新用途。

为了继续开发SIMMS方法并首次在医学中使用GAG,Miller和Turnbull最近获得了380万欧元的欧盟赠款,该财团还包括柏林自由大学,乌得勒支大学,利物浦大学和斯德哥尔摩的卡罗林斯卡学院。他们还将应用该方法来理解硫酸乙酰肝素的结构线索,该线索调节干细胞以生成用于治疗帕金森氏病的专门神经元。

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