论文标题：Cell-Surface Glycan Labeling and Sensing

论文链接：https://www.mdpi.com/2813-3137/2/1/1

期刊名：Targets

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/targets

作者简介:

鞠熀先 教授

南京大学化学化工学院

南京大学生命分析化学国家重点实验室主任，国际电化学会会士、英国皇家化学会会士、中国化学会会士。1986、1989、1992年分别获南京大学理学学士、硕士与博士学位，后留校任教。1996~1997年为加拿大蒙特利尔大学博士后，1999年任南京大学教授。2003年获国家杰出青年科学基金，2007年教育部“长江学者”特聘教授，2009年任“973”计划项目首席科学家，2010年选为享受国务院特殊津贴专家，2005~2014年任国家自然科学基金创新研究群体的负责人。

研究背景：为生命分析化学与分子诊断学，包括纳米生物传感、蛋白质免疫分析、高灵敏核酸分析、细胞分析化学、临床分子诊断。获美国化学会2022年度测量科学进展讲座奖、中国化学传感器首届雷磁杰出成就奖，以及省部级自然科学或科学技术奖励一等奖11项、二等奖6项。发表论文914篇，论文被SCI期刊他引44000余次，H-index为106 (Scopus)。授权专利46件；中、英文专著各6部。

丁霖 教授

南京大学化学化工学院

博士生导师，2004和2009年于南京大学分别获学士、博士学位，现任南京大学化学化工学院教授，南京大学化学与生物医药创新研究院 (ChemBIC) 双聘PI。2013年获得国家自然科学基金优秀青年基金资助。主要从事细胞表面聚糖的标记、成像和功能研究工作。

研究背景:

糖不仅是生物体维持生命活动的主要能量来源，也是构成糖蛋白和糖脂并调节其功能的重要结构组分。在细胞表面，糖质的组成和结构会随生理和病理过程发生动态变化，与免疫紊乱、微生物感染、肿瘤发生发展等密切相关。因此，对细胞表面糖质的标记及传感分析具有重要研究意义和广阔应用前景。为实现细胞表面的糖质分析，需要发展具有高特异性的识别和标记策略，以及信号放大技术来提高检测灵敏度。

南京大学化学化工学院鞠熀先教授和丁霖教授课题组在 Targets 期刊发表的综述，回顾了近年来糖质标记和检测技术的进展，并展望了未来的发展方向。该领域的研究人员利用自然和人工分子对细胞表面糖质的识别能力，开发了多种标记和识别策略，成功实现了对细胞表面糖质的传感及定量分析。这些技术对于研究糖质在生理和病理过程中的作用具有重要意义，也为疾病的诊断和治疗提供了有力的支持。

本文亮点:

1) 根据作用方式不同，总结了对细胞表面糖质具有识别/标记能力的分子。

(2) 介绍了多种细胞表面糖质的标记及传感策略，特别是聚焦于原位检测。

(3) 讨论了细胞表面糖质标记和传感领域的挑战并对未来发展进行了展望。

图文导读:

图1. 糖质标记策略及用于细胞表面糖质传感的示意图

图2. (a) 糖质探针 (GP) 和蛋白质探针 (PP) 的示意图；(b) 利用一对探针和外切核酸酶III辅助的循环杂交策略，在细胞表面定量分析特定蛋白的糖质。

*(FAM: 6-carboxyfluorescein; BHQ: Black Hole Quencher; DIBO: dibenzocyclooctyne-amine (DIBO); NE: Nuclease Buffer; TE: tris-EDTA)

总结与展望:

作为细胞膜最外层的生物大分子，糖质在分子识别、信号转导和细胞通讯中发挥着关键作用。糖质原位传感仍面临以下挑战：(1) 针对不同糖质的人工/天然识别分子种类有限，其特异性和亲和性有待进一步提高；(2) 仍未实现代谢和化学酶法糖质标记的空间特异性控制；(3) 亟需进一步提高标记效率；(4) 动态跟踪糖质原位变化的难度较大。

要应对这些挑战，一方面，通过分子模拟、结构设计、化学和基因修饰可以扩大识别分子的范围，提高特异性、亲和性和效率；另一方面，需要引入更多的方法和仪器，如纳米材料、多模态分析、单分子荧光分析、电化学分析、高含量细胞成像、原位质谱成像等。这些都将为糖学、糖化学和糖生物学的发展提供更多的技术和支持。

本文出自 Targets 期刊

Li, Y.; Wang, L.; Ding, L.; Ju, H. Cell-Surface Glycan Labeling and Sensing. Targets 2024, 2, 1-31.

Targets 期刊介绍:

主编：Huangxian Ju, Nanjing University, China

https://www.mdpi.com/journal/targets

期刊主要发表靶向识别与治疗相关领域的高质量论文，包括化学测量科学、生命科学、材料科学、药学、临床诊断学、分子医学和生物医学等。

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