JMT日本干细胞中心-糖链是什么？干细胞和糖链的关系？

日期：2021-04-09 15:19作者：admin

本篇文章概要
•糖链是指葡萄糖、半乳糖等复杂结合在一起形成的锁状物质
•生殖干细胞、肠细胞、造血干细胞、神经干细胞等各个组织中存在的组织干细胞，在自我复制的同时通过分化产生细胞
•糖链控制信号，对干细胞的分化和维持起着作用，研究也在不断发展。

目前仍有很多未解之谜的糖链，人们认为它们具有许多未知的功能。

然而，糖链的存在已经阐明了许多现象，并且它现在是一个主要的研究领域。

在本文中，将为您解释什么是糖链以及糖链与干细胞的关系。

目录
1.糖链是什么
2.糖链和干细胞
3.糖链是否可以控制干细胞

1.糖链是什么

糖链是由葡萄糖和半乳糖等糖类错综复杂地连接在一起并形成的链状物质。

该糖链与蛋白质和脂质结合，成为糖蛋白和糖脂。这些统称为复合糖，不仅包括糖蛋白和糖脂，还包括蛋白聚糖。

糖链与这些蛋白质、脂质相结合，具有稳定化、保护含水分的组织、细胞等功能。

另外，细胞表面的糖链对于细胞相互传递信息起着重要的作用。白血球、癌细胞粘附在细胞上的时候，细菌、病毒粘附在细胞上的时候等，会利用到这个糖锁。因此，细菌具有与宿主细胞表面的糖链相结合的物质。

关于糖链的研究历史很短，人们认为仍然有许多未知的功能。糖链的存在已经阐明了许多现象，它现在是一个主要的研究领域。

与遗传因子、蛋白质等利用遗传因子工程学技术进行合成相比，糖链必须依靠纯化学合成，作为实验样品很难确保，这是糖链研究与其他领域相比很难的原因。

2.糖链和干细胞

生殖干细胞、肠细胞、造血干细胞、神经干细胞等各个组织中存在的组织干细胞，在自我复制的同时分化产生细胞。
虽然在维持干细胞的同时供给分化的细胞，但是为了维持干细胞自身，需要适合维持的微环境。

微环境是指癌细胞块内的环境。癌细胞块不仅由癌细胞构成，还混合了纤维芽细胞等相关细胞，含有多种细胞。

这种状态的癌细胞块被称为微环境。另外，这种环境也被称为“龛”，因为癌细胞块中混杂着癌的干细胞，所以也被称为干细胞龛。

癌细胞以外的正常细胞也需要这样的环境，所以使用干细胞龛这个词。其中，在某些情况下，正常或强生境中的干细胞会继续以组织干细胞的形式产生干细胞，而弱生境中的干细胞则分化为组成组织的细胞。

果蝇的研究表明，当信号从龛向干细胞传导中，糖链起着重要作用。

另外，用作ES细胞和iPS细胞表面标记的大多数分子是糖链。糖链有时被称为“细胞表面”，细胞的特征由它们的分布表示。

这些都是通过质量分析法等明确存在于细胞表面的，不过，这样的分析成为可能是最近的事，关于这些糖链的功能的研究历史还很短，只有一部分得以弄清楚。现在，糖链分析技术已经开发出来，仍在不断研究当中。

糖链是显示细胞特征的标志物，但典型的是在肝细胞癌中发现的AFP-L3和在消化系统癌中发现的CA19-9。干细胞的未分化状态也可以通过糖链标记检测，典型的例子是SSEA-1（仅小鼠ES细胞和iPS细胞，未在人类中证实），SSEA-3，SSEA-4，SSEA-5，TRA- 1至60个抗原，TRA-181抗原（人ES细胞，iPS细胞）。

对于干细胞标记物，其意思是“该细胞未分化”和“未分化细胞表面上存在的糖链”。目前，已经发现了用于检测未分化细胞表面表达的糖链的凝集素，并且通过与这些凝集素结合，可以快速地将ES细胞和iPS细胞分类。

到目前为止，通常使用干细胞表面的糖链蛋白特异性抗体进行研究，但是使用这种凝集素系统，可以轻松，快速地做出决定。另一个优点是该凝集素本身的成本与抗体相比可以保持较低，因为它可以在大肠杆菌中大量生产。

此外，已知其不仅可以用于ES细胞和iPS细胞，而且可以用于检测间充质干细胞表面上的糖链标记，并且期望其通常可以广泛用于干细胞。

3.糖链是否可以控制干细胞

众所周知，存在于干细胞表面的糖链可以被确认为未分化状态，可以被鉴定为干细胞，但是这些糖链也参与干细胞的功能等。

如上所述，糖链研究的历史并不久，因此许多情况仍不清楚。然而，糖链调节信号并作用于干细胞的分化和维持已经越来越清晰了。目前，正在进行积极的研究以弄清具体的路线、细节。

在细胞使用的蛋白质中，被糖链修饰的糖链蛋白质占很大比例。据说需要200多种糖基转移酶才能将糖链添加到蛋白质上。它们大多数存在于细胞的内质网和高尔基体中。

糖链通过这种糖基转移酶敏感地感知细胞状态，并且该状态通过蛋白质修饰迅速反映出来，而蛋白质修饰是广泛用作细胞标记物的一个因素。哺乳动物多能干细胞需要对各种分化状态（发育状态）作出反应，并且每种状态下呈现在细胞表面的糖链蛋白也会发生变化。

正如标记物在小鼠和人类之间的差异一样，它们也因动物种类的不同而不同，因此，使用可以做出严格判断的糖链作为标记物，是医疗中需要安全性和确定性的完美标记物。通过鉴定控制干细胞发育和分化状态的糖链蛋白的功能，可以进一步简化通过培养干细胞诱导分化的过程。

另外，预计糖链蛋白功能的分析将为分化组织和器官中目前无法分化的细胞提供提示。目前已知的涉及聚糖蛋白的信号转导途径有以下几种

•Wnt途径：涉及许多生物学现象例如发生等的重要途径。它是在研究构成人体的系统时发现的，现在已知在生物防御中起着重要的作用。
•BMP途径：骨形态发生蛋白途径被发现与骨骼形成有关，但随后的研究表明它与更多的生物学现象有关。
•FGF途径：纤维芽细胞生长因子是在血管生成中起主要作用的分子，并且是胎儿发育和伤口愈合、形成血管时所必需的分子。
•Notch途径：在几个领域中几乎同时分析其功能的分子或途径。对昆虫躯体形成的研究表明，它是构建昆虫躯体必不可少的分子，如果不激活该途径，昆虫躯体将变得不完整。与上述Wnt合作，控制了许多生命现象。

这里列出的途径都是生命现象中非常重要的途径，但是糖链蛋白也参与了其他被认为对控制癌细胞和控制癌症很重要的途径。

取决于未来的研究，聚糖蛋白可能参与对患者有益的事情，例如干细胞的有效利用和以低成本接受再生药物的能力。

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