Page 13 - 《中国药科大学学报》2026年第1期
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第  57 卷第  1 期              张越阳，等：表面蛋白表征方法及其在疾病靶标发现中的应用                                       7

               氨酸激酶胞外域脱落可促进胰腺导管腺癌细胞的                            异性启动子将       AGX2  F383  表达到小鼠心肌细胞上，随
               淋巴结转移。                                           后通过腹腔注射        1,3-Pr2GlcNAl，即可在小鼠心肌细
                    CSC  自  2009 年提出以来，已发展了         16 年，目      胞中实现表面蛋白的特异性标记。Wu 等                    [55]  在抗
               前基于    CSC  的新技术仍在不断被开发，例如自动化                    PD-L1 疗法过程中，通过非天然糖代谢标记人黑色
               和微型化的      CSC  技术，通过使用含有链霉亲和素树                  素瘤   A375 细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs），
               脂的滤嘴反复抽吸，以有效结合生物素化的                      N-糖     证明新生      PD-L1+EVs 比   PD-L1+CD63+EVs 更能
               肽，实现在微量样本中进行表面蛋白的检测。                             准确预测肿瘤进展及治疗反应。
               Van 等 [51]  在样本有限的情况下描绘了          11 种癌细胞             由于糖代谢标记技术通常需要将非天然糖与
               群体特异性表面组图谱，并揭示了新型的糖基化位                           目标细胞共同培养          2~3 d，或给予活体动物如小鼠
               点，为肿瘤治疗靶点提供了潜在的靶点库。Luecke                        3~7 d，因此这一过程的时效性限制了该技术在临床
               等 [52]  开发的  μCSC  技术，通过加入催化剂和使用差                样本中的应用。为此，Xia 等           [56]  设计了  N-乙酰甘露
               速离心富集膜成分等方式，以在微量样本中获得比                           糖胺-6-磷酸（ManNAc-6-P）的叠氮基类似物，通过
               传统   CSC  更为全面的表面蛋白。对正常或患病心                      绕过唾液酸生物合成途径显著缩短了非天然糖掺
               肌中的表面蛋白进行表征，发现了富含亮氨酸的                            入表面蛋白的时间（图           4-B）。利用该策略，在神经
               单通道膜蛋白        2（leucine rich single-pass membrane  胶质瘤患者的急性切片中实现类活体细胞表面蛋
               protein 2，LSMEM2）作为器官导向和细胞类型导向                   白标记，发现唾液酸化的上调特异性发生在星形胶
               药物输送的潜在靶点。                                       质细胞样神经胶质瘤细胞中，而不是肿瘤区域的神
                3.2    基于糖代谢标记的方法                               经元中。这一发现揭示了唾液酸糖基化在细胞特
                    此外，还有一种基于惰性基团的非天然糖类似                        异性异常中的作用，并与脑肿瘤的发生和发展之间
               物标记技术。Smeekens 等        [53]  通过将含有叠氮基的          存在关联。
               N-叠氮基乙酰半乳糖胺糖类似物给予活细胞，通过                               尽管基于糖蛋白的表面蛋白标记方法具有极
               糖基化修饰酶将糖类似物引入糖蛋白，并在生理条                           高的标记特异性，但由于这些方法仅富集糖基化肽
               件下使用无铜点击化学反应将细胞表面带有官能                            段，可能会对蛋白质组学定量产生偏向性，忽略一
               团的糖蛋白与二苯并环辛炔-磺基-生物素结合。通                          些非糖基化肽段的关键作用。此外，由于这些方法
               过该技术，成功鉴定了人胚肾细胞表面约                    110 种蛋     通常需要对生物学样本进行预处理，例如提前氧化
               白质，其中     95%  的糖蛋白为高度富集的膜蛋白。                    表面蛋白的糖基化部分，导致标记时间过长，难以
                    除了通过外源性添加非天然糖和生物素探针                         捕获瞬时的表面蛋白变化信息。
               实现标记和富集外，还可以通过基因工程技术在特
                                                                 4    总 结
               定细胞中靶向表达生物正交的非天然糖代谢酶（如
               突变型    UDP-葡萄糖焦磷酸化酶），利用“生物正交                          本文系统地回顾了近年来应用于细胞表面蛋
               化学”的特性，即在活体环境中与天然生物分子互                           白研究的     3 类主要化学标记策略，包括赖氨酸靶向
               不干扰的化学反应（如叠氮-炔烃环加成反应）实现                          化学探针、邻近标记技术以及糖蛋白捕获方法，并
               细胞特异性的非天然糖代谢标记。这种时空可控                            对其在发现疾病相关表面靶标中的应用价值进行
               的策略通过将酶表达系统与非天然糖探针相结合，                           了深入探讨。基于化学标记的探针在标记特异性，
               使特定细胞类型能够选择性将带有生物正交基团                            生物兼容性，活体适应性等方面有着各自的优劣。
               的糖分子整合到其糖蛋白中，进而通过点击化学实                           近年来，不断有研究者尝试利用其他技术表征表面
               现高信噪比的标记与富集，避免了全身性给药带来                           蛋白，例如     Stoeckius 等 [57]  开发了名为  Cite-seq 的表
               的非特异性标记问题。                                       面蛋白检测方法，通过将表面蛋白抗体偶联到寡核
                    例如，Fan 等   [54]  设计了生物正交的非天然糖         N-    苷酸序列上，并利用         10x Genomics 平台的单细胞转
               戊炔基乙酰葡萄糖胺（GlcNAl），并开发了               1,3-二-O-    录组学流程进行测序。通过将表面蛋白表达与基
               丙酰化    GlcNAl（1,3-Pr2GlcNAl）及焦磷酸酶突变体             因表达联合分析，可以获得更加全面的多组学信
               AGX2  F383  的生物正交反应配体。利用心肌细胞特                    息。不仅可以利用表面蛋白的表达情况指导细胞
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