该方法可以分析单个静止细胞，这些细胞可能含有癌症和其他致命疾病的生物标志物

东北大学的伊万诺夫实验室正在为各种诊断测试铺平道路，这些测试可以通过一次抽血进行，包括某一天的癌症

你体内的每个细胞都有一层薄薄的碳水化合物，称为糖复合物——当碳水化合物与蛋白质、脂质和其他细胞表面分子化学连接时形成的“结合物”

这些碳水化合物，也称为聚糖，在细胞通讯和细胞对疾病的反应能力中起着重要作用

例如，化学和化学生物学副教授Alexander Ivanov说，常见的血型检测“基于聚糖分析。”

但这远不是聚糖能向我们展示的唯一东西。在这种情况下

现在，由伊万诺夫领导的一个研究小组开发了一种方法，他们可以分析单个仍然活着的人类细胞的表面聚糖，以及在微量血浆和其他血液分离物中发现的聚糖

在糖组中——细胞环境中聚糖的总体代表，特别是在细胞表面——他们在《自然通讯》上发表的一篇论文中写道：“异常代表了各种人类疾病的诊断、预后和治疗监测的潜在生物标志物的公开来源。”

”几年前，除了蛋白质外，我们还开始研究其他生物分子。“

”他继续说道，“我们研究的主题是开发新的样品制备和分离技术，结合质谱分析复杂的生物样品。伊万诺夫说：“在人体内，我们有2万多个基因”，其中许多基因编码的蛋白质“负责非常多样化的多种生物功能”，这是通过称为“翻译后修饰”的化学变化实现的。伊万诺夫解释说：“与基因或基因产物相对应的蛋白质会被修饰，通过不同的翻译后修饰，这些蛋白质的性质、活性和功能会发生巨大变化。”。糖基化，即“蛋白质被聚糖修饰”，是最常见的，可以说是最突出的翻译后修饰之一。“

”这就是为什么分析附着在蛋白质上的聚糖功能以及其他分子对于理解健康和疾病中的细胞生物学非常有用。“

伊万诺夫实验室的新分离工具和分析方案可以帮助分离与细胞功能相关的广泛多样性的聚糖，并有可能识别生物标志物，这些生物标志物可能表明细胞是否因癌症、自身免疫性疾病或阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病而改变。

他们研究的主要干预措施之一，伊万诺夫实验室副研究员Anne-Lise Marie说，是他们观察仍然存活的细胞的能力。通过这种方法，“我们保存了生物样本的天然状态及其生物分子成分，”她说，这意味着研究人员可以在Ivanov在一次随访中写道，之前表征聚糖的方法“依赖于各种化学衍生技术”，这导致了上下文数据的损失，“标记性能不理想，聚糖降解，样品损失和定量不准确。“

”玛丽说，“我们每天都会发现新型聚糖，”包括那些“丰度极低”的聚糖。“

在去年发表在《自然通讯》上的另一项研究中，伊万诺夫实验室详细介绍了一种新的、高度灵敏的技术，使天然聚糖的分析成为可能。

博士生Yunfan Gao说：“一切都是在毛细管中制备的。”高使用非常薄的玻璃吸管——孔径小于人类头发直径的一半——将单个细胞与样品的其余部分分离出来，并将其吸入这个“毛细管”中。“

然后使用毛细管释放和分离聚糖，然后通过质谱仪进行分析。

Ivanov写道：”分离方法称为“毛细管电泳”，根据电荷和大小的差异来分离[细胞样品]的成分。

当团队开始试验毛细管样品制备时，他们不知道该技术是否“足够灵敏，可以从单个细胞中分析如此少量的聚糖”。“没有人直接分析、量化和结构表征单个细胞中的完整蛋白质和天然聚糖。”。

“在毛细管技术中，”他继续说道，“是我们最大限度地减少样品损失的最佳”方法。“

“我非常确信毛细管内选择是最好的方法，”Marie表示赞同。当他们第一次采用这种方法时，她说，“我很高兴看到我们只检测到一个细胞释放的[多种]聚糖。她说：“

这一过程导致了“疯狂的敏感性”。

然而，单细胞分析所能完成的工作是有限的。高指出，单个细胞的“总细胞内容物的数量是有限的”——一个细胞只能存储这么多信息。

高继续说道，实验室的下一个方向是“靶向单个细胞中多种形式的生物分子”，而不仅仅是糖组。这样，“我们可以充分利用整个细胞[并]可能更好、更完整地了解细胞状态。”。伊万诺夫说：“这将使细胞分离和分离过程自动化。”这将使我们更接近实现新的生物学研究和临床应用，这非常令人兴奋。“

伊万诺夫说，在糖组和完整蛋白质组的直接单细胞分析中，“我们在这两个领域率先发表了研究成果”，现在比赛已经开始了。“我们开放了这些领域进行积极的研究，其他实验室现在正试图进行这方面的研究。p