糖通过称为凝集素的糖结合蛋白与细胞表面相互作用。这些相互作用在细胞的许多生物过程中发挥着重要作用。一项重要功能是调节针对外部威胁的免疫反应。在最近的自然化学生物学论文中，ICMS 研究人员与莱顿大学的研究人员合作，使用超分辨率显微镜解开了单个糖分子与细胞的相互作用。

博士 来自生物医学工程纳米医学纳米组的候选人 Roger Riera使用新型显微镜技术研究细胞表面受体及其与分子的相互作用。对糖-凝集素相互作用进行成像的想法始于与莱顿大学研究人员的长期合作。“我们将两个领域结合在一起：我们的合作者开发了糖探针，我们拥有显微镜专业知识，”Riera 说。

一次成像一种糖

“我们的概念是使用与细胞相互作用的相同糖类作为显微镜探针，”纳米医学纳米医学小组副教授兼负责人洛伦佐·阿尔贝塔齐 (Lorenzo Albertazzi) 解释说。“我们不需要改变构建块。”

糖与细胞的相互作用很弱，这使得使用传统荧光技术进行研究具有挑战性。“我们的显微镜方法实际上需要弱相互作用，”Riera 说。“这是一个完美的匹配。成像是基于可逆的相互作用：荧光标记的糖探针与细胞的凝集素结合很短的时间并解除结合。这个过程随着时间的推移不断重复，从而能够检测单个糖-凝集素相互作用。”

有趣的特性从这项研究中浮出水面。“我们可以看到不同的糖结构呈现出不同的结合动力学，使我们更接近于理解它们的构效关系。”

糖SOS代码

在某些情况下，糖可以发出危险信号并引发免疫激活。当身体识别来自病原体膜的糖时，就会发生这种信号。“免疫细胞通过识别糖模式来识别我们的天然糖和来自病原体的糖之间的差异，”Riera 说。“这些模式取决于糖的排列。”

糖是开发更有效疫苗的候选者吗?“我们可以使用糖来欺骗免疫系统，使其认为这是一个危险信号并刺激免疫反应，就像在疫苗中一样，”他解释道。然而，有一个最佳点可以让它完全正确。“如果你使用错误的糖分，免疫反应就会大不相同，”Albertazzi 说。但还需要更多的研究。“我们的方法可用于更好地了解免疫细胞如何识别某些糖而不是其他糖。”