石墨烯电极捕捉活细胞疾病受体获进展

　　 利用细胞表面特异性受体及蛋白标志物，识别并捕捉特定组织及特定生理病理状态下的细胞，对于疾病诊断、靶向治疗都有非常重要的意义。糖蛋白及糖结合蛋白作为细胞--细胞、细胞细胞、细胞--微环境相互作用的重要媒介，随着糖组学的发展，其重要性也日益受到重视。

　　 针对现有化学糖生物学检测手段技术繁复、耗时长、成本高的技术缺陷，中国科学院上海药物研究所的研究人员创新发展了“带电的糖”系列分子探针，将具备高电化学活性的醌类基团与糖类偶联，并应用有序分子自组装手段构建了可在分子水平选择性识别凝集素的糖醌金电极单分子层（J. Am. Chem. Soc. 2011，133:3649）；进一步应用高效的点击化学手段将半乳糖与蒽醌基团偶联，并使用更为经济、制备简易，且具备优异电学性能的石墨烯材料组成可携式工作电极，通过蒽醌与石墨烯的π-堆叠有序自组装构建了含有蒽醌电化学信号的探针体系，实现了对表达ASGPr（脱唾液酸糖蛋白受体）的肝癌活细胞的灵敏捕捉，并验证了当ASGPr被基因敲除后，相应电化学感应信号明显削弱（Sci. Rep. 2013， 3: 2293）。

　　 在此基础上，研究人员在糖蒽醌骨架上通过点击化学引入了芘作为更为牢固的石墨烯结合基团，使糖基蒽醌可更为灵活地排布于电极表面，优化与细胞表面受体的识别能力。通过这一体系，优化和拓展了对于不同细胞受体表达量的实时探测。引入芘的半乳糖-石墨烯电极可高效、特异地捕捉特异性表达ASGPr的肝癌hepG2活细胞。此外甘露糖覆盖的电极可对经IL-4刺激单核细胞RAW264.7诱导分化的M2型巨噬细胞（高表达特异性表面凝集素标志物甘露糖受体MR）产生显著电化学信号变化，而对不表达甘露糖受体的M1型巨噬细胞、单核细胞及肝、子宫颈及结肠等组织来源对照细胞（HepG2， Hela， HCT116）不产生响应信号。此项研究成果发表于英国皇家化学会最新一期的Chemical Science（2015， 6:1996）。

　　 上述系统工作为糖与受体蛋白的细胞水平探测提供了高效电化学工具。

　　 研究工作由上海药物所研究员李佳、臧奕与华东理工大学长江学者龙亿涛及副研究员贺晓鹏合作完成。项目获得了“973”计划、国家基金委创新群体、国家自然科学杰出青年基金及上海市科委等资助。