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細胞表面蛋白質的糖基化在許多疾病的發生發展中扮演著十分重要的作用。研究表明，癌細胞表面蛋白質的糖基化相關過程發生了顯著改變，這與腫瘤的生長、轉移、免疫抑制和耐藥性密切相關。如何實現在活體水平上進行實時原位評估腫瘤細胞糖基化水平對于進一步研究糖基化在腫瘤進展中的作用顯得至關重要。

近日，廈門大學高錦豪教授/林泓域副教授團隊報道了一種選擇性標記腫瘤細胞聚糖的策略——聚糖代謝氟標記（MEFLA）。作者設計合成了兩種具有不同¹⁹F化學位移的含氟非天然單糖，Ac₄ManNTfe和Ac₄GalNTfa。這兩種探針可被腫瘤細胞選擇性攝取，隨后結合到細胞表面聚糖中。該方法可以對腫瘤細胞進行高效和特異性的¹⁹F標記，進而通過¹⁹F磁共振成像（¹⁹F MRI）實現了對活體內腫瘤細胞的可視化及其糖基化水平的原位評估。

圖1. 糖代謝氟標記(MEFLA)對腫瘤細胞的作用機制

作者用A549細胞驗證了探針標記腫瘤細胞的特異性（圖2）。經兩種探針共同處理的A549細胞顯示出兩種明顯的¹⁹F信號，而同樣處理的MRC-5細胞顯示出微弱的¹⁹F信號。此外，雙探針的各自標記效率接近于單一探針的標記效率，表明了各個標記過程的獨立性和¹⁹F多通道可視化的可行性。

圖2. MEFLA選擇性標記A549細胞的19F NMR/MRI分析

作者利用A549荷瘤小鼠進行的活體實驗進一步驗證了該方法的可行性。作者利用兩種探針同時標記小鼠皮下腫瘤，再使用唾液酸苷酶（SA）或N-乙酰-β-葡萄糖苷酶（NAG）原位處理腫瘤。未經糖苷酶處理的對照組小鼠在兩個通道中均觀察到較強的¹⁹F信號，而SA或者NAG處理組小鼠僅在其中一個通道中觀察到較強的¹⁹F信號。離體腫瘤組織¹⁹F NMR分析進一步證實了這一結果。

圖3. 經糖苷酶處理后，活體腫瘤¹⁹F MRI和離體腫瘤組織¹⁹F NMR分析

在此基礎上，作者進一步利用兩種探針監測腫瘤細胞在藥物誘導凋亡過程中的糖基化變化。首先用兩種探針標記小鼠皮下腫瘤，隨后用順鉑進行腫瘤治療。對照組小鼠兩個通道的腫瘤區域均可見較強的¹⁹F信號。隨著治療時間的增加，兩個通道中¹⁹F信號在12 h時顯著減弱，在24 h時已難以觀測到，表明在藥物誘導細胞凋亡過程中，腫瘤細胞的糖基化逐漸丟失。離體腫瘤組織的¹⁹F NMR分析進一步證實這一結果。以上結果展現了該類探針在活體內實時評估腫瘤細胞糖基化水平的能力。

圖4. 順鉑誘導腫瘤細胞凋亡過程中活體腫瘤¹⁹F MRI和離體腫瘤組織¹⁹F NMR分析

總之，該研究證明了聚糖代謝氟標記策略在活體內可視化腫瘤細胞和原位評估其糖基化水平方面的巨大潛力，有望為進一步開發更有效的活體成像和生物靶標檢測方法提供新思路。

論文信息

Glycan Metabolic Fluorine Labeling for In Vivo Visualization of Tumor Cells and In Situ Assessment of Glycosylation Variations

Dongxia Chen,?Yaying Lin,?Yifan Fan,?Lingxuan Li,?Chenlei Tan,?Junjie Wang,?Prof. Hongyu Lin,?Prof. Jinhao Gao

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202313753

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