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为解决基于岩藻糖的 DC-SIGN 配体研究不足问题,研究人员探索线性醇和糖类的岩藻糖基化,用 8 种岩藻糖基供体进行实验。结果发现 3 - 叠氮丙 - 1 - 醇糖基化立体选择性高,部分供体适用于糖类糖基化。这为开发相关免疫疗法奠定基础。
在人体的免疫系统中,树突状细胞特异性细胞间黏附分子 3 结合非整合素(DC-SIGN,dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule-3-grabbing non-integrin)扮演着重要角色,它是一种 C 型凝集素受体,主要表达在树突状细胞、特定巨噬细胞和 γδT 细胞上。DC-SIGN 能够通过识别病原体表面的碳水化合物结构,在免疫调节、细胞黏附和病原体识别等过程中发挥关键作用。像 HIV、SARS-CoV2、登革热病毒等病毒,以及部分细菌和真菌,都能被 DC-SIGN 精准 “抓住”。
正因如此,DC-SIGN 的配体成为了科研人员眼中的 “香饽饽”,在抗病毒、抗炎治疗,癌症免疫疗法以及高效疫苗研发等领域都展现出巨大潜力。然而,当前的研究面临着诸多挑战。天然的 DC-SIGN 配体大多是高甘露糖寡糖和岩藻糖基化聚糖,例如 Lewis X(LeX,Galβ4 [Fucα3] GlcNAc)抗原,它们虽然能与 DC-SIGN 结合,但合成或从天然来源分离的过程极为复杂,而且在临床应用时,还可能因为不同 C 型凝集素之间对碳水化合物的交叉识别,产生脱靶效应。
近年来,科研人员在甘露糖基模拟物的研究上投入了大量精力,相比之下,岩藻糖基糖苷却备受冷落。甘露糖基化的 DC-SIGN 抑制剂虽然有一定效果,但它并不 “专一”,会与多种其他凝集素受体相互作用,从而引发一些不必要的炎症反应。而岩藻糖基分子则表现出更强的针对 DC-SIGN 的靶向性,有望减少不必要的相互作用,降低副作用。可由于研究较少,其优势还未得到充分验证。
为了填补岩藻糖基糖苷研究的空白,探索其作为 DC-SIGN 配体的潜力,国外的研究人员开展了一系列深入研究,相关成果发表在《Bioorganic 》上。
研究人员主要运用了化学合成和核磁共振(NMR)分析技术。在化学合成方面,通过多种标准程序制备了不同类型的岩藻糖基供体;NMR 分析技术则用于确定化合物的结构以及信号分裂的原因。
在合成部分,研究人员对常见的岩藻糖基供体,包括酯类、三氯乙酰亚胺酯类、硫代糖苷类和溴化物类进行了评估,考察它们的反应活性和异头选择性。结果发现,在 3 - 叠氮丙 - 1 - 醇的糖基化反应中,只生成了 β- 异头物,展现出了极高的立体选择性。产物中的叠氮基十分 “万能”,既可以直接进行点击化学反应,也能还原成胺基,为后续的功能化修饰提供了便利,研究人员还通过模型反应证明了这两种反应的可行性。
在对糖类进行糖基化时,研究人员选择了 LeX中的二糖部分 Fuc (1–3) GlcNAc 作为目标分子。在测试的 8 种岩藻糖基供体中,只有一种表现良好,能够以合理的产率得到目标产物。研究人员还给这个二糖装上了 3 - 叠氮丙基连接子,方便后续进一步修饰。
最后,NMR 研究证实,连接子与 DC-SIGN 典型的 Ca2+依赖的碳水化合物结合方式是兼容的。这意味着基于岩藻糖的模拟物有进一步开发的潜力,有望成为针对 DC-SIGN 的高效配体。
综合来看,这项研究成功探索了脂肪醇和糖类的岩藻糖基化反应,评估了脂肪族连接子对 DC-SIGN 结合的影响。研究结果表明,岩藻糖基模拟物相比甘露糖基模拟物,在作为 DC-SIGN 配体时具有更高的选择性,在免疫调节和抗病毒疗法等领域展现出广阔的应用前景。不过,目前这些还只是初步成果,后续还需要更多的研究来进一步验证其在实际治疗中的效果,优化合成方法,提高产物的活性和稳定性等。但无论如何,这项研究都为未来开发基于岩藻糖的免疫疗法奠定了重要基础,为相关领域的研究开辟了新的方向 。