旁分泌信号与硫酸化寡糖复合物对上皮-间质细胞间相互作用的调控

《Biomaterials》：Regulation of epithelial-mesenchymal cell-cell partners by complexes of paracrine signals and sulfated oligosaccharides

　　

摘要

旁分泌信号与合成的硫酸化寡糖复合体能够调控人类上皮-间充质细胞对的增殖和/或分化，这些细胞在对不同发育阶段的细胞具有特异性，比如成熟的肝细胞与干细胞类器官之间的差异。

在53种合成的肝素硫酸盐寡糖中，有28种能与特定的旁分泌信号形成复合体。其中，12聚体寡糖在体现特定链结构的生物学效应方面具有代表性。针对这类复合体所引发的反应，最优条件为：

这类复合体能够对器官和组织的生长及分化进行精细调控。具有代表性的触发复合体[肝素硫酸盐寡糖+旁分泌信号]包括那些可调控以下过程的复合体：

自我更新：与含有[NS2S]或WNT3A的肝素硫酸盐寡糖结合的纤维芽细胞生长因子-2。

[NS2S6S3S]

肥大：与含有[NS2S6S3S或NS2S6S]的肝素硫酸盐寡糖结合的血管内皮生长因子-A。

**同步增殖与分化**：多种包含旁分泌信号以及含有[NS2S3S6S]的寡糖的复合体；典型的旁分泌信号包括FGF2、肝细胞生长因子等。

新制备的硫酸软骨素寡糖也能形成具有类似要求的生物反应的触发复合体。目前的研究正在探讨硫酸软骨素寡糖与旁分泌信号特定复合体所引发的特定生物学反应。

章节节选

引言

众所周知，细胞在体内和体外的调控是由多种化学性质的可溶性信号通过与细胞外基质成分或基质提取物协同作用来实现的[1]、[2]。这些可溶性信号包括在相邻细胞间传递的旁分泌信号和自分泌信号，以及分泌到血液或淋巴液中、能对局部及远离来源处的细胞产生影响的系统性或内分泌信号[1]、[3]、[4]、[5]。这些可溶性信号发挥着作用

寡糖化学结构

图S1总结了肝素硫酸盐寡糖的化学酶法合成流程。图S2至S5列出了目前存储在Glycan Therapeutics（北卡罗来纳州罗利市）的53种肝素硫酸盐寡糖的全部信息；所有这些寡糖都在初步研究中进行了检测。其中28种能与所选的旁分泌信号形成高亲和力复合体（见表1）。它们根据其硫酸化模式被分为非硫酸化糖类、N-硫酸化糖类、2-O-硫酸化糖类等类别

讨论

细胞表型特征的调控对于细胞的增殖和分化至关重要，这种调控是由血浆膜上的受体介导的信号转导来实现的，我们推测，内核膜上的受体也会通过信号与硫酸化寡糖的复合体来发挥作用。本文首次报道了这类调控机制，以及观察涉及肝素硫酸盐或硫酸软骨素寡糖复合体的旁分泌信号所产生的生物反应时所需满足的严格条件。作为对这一新研究领域的介绍

材料与方法

提供试剂和材料的公司：马萨诸塞州剑桥市的Abcam；加利福尼亚州多伦多的ACD Labs；加利福尼亚州圣迭戈的Acris Antibodies公司；马里兰州洛克维尔的Advanced Bioscience Resources Inc) (ABR)；加利福尼亚州圣克拉拉的Agilent Technologies；新罕布什尔州塞勒姆的Alpco Diagnostics；加利福尼亚州圣何塞的BD Pharmingen；新泽西州富兰克林湖的Becton Dickenson；德克萨斯州蒙哥马利的Bethyl Laboratories；加利福尼亚州海沃德的BioAssay Systems；加利福尼亚州阿拉梅达的Biotime；马萨诸塞州特克斯伯里的Cambridge Isotope Laboratories；Carolina Donor Services（属于

CRediT作者贡献说明

Diletta Overi：撰写——审阅与编辑、资源准备、实验研究。Guido Carpino：撰写——审阅与编辑、验证、监督工作。Eugenio Gaudio：撰写——审阅与编辑、验证、监督工作。Wencheng Zhang：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目管理、方法学设计、实验研究、正式分析、数据整理、概念构建。Jian Liu：撰写——审阅与编辑、数据可视化、监督工作、资源准备、项目

作者们的贡献

Wencheng Zhang博士（[e-mail]或[e-mail]）是相关实验的主要研究者，他与其他成员一起参与了各项特性分析工作。他还负责整个手稿各阶段的撰写工作。

Yongmei Xu博士（[e-mail]）负责肝素硫酸盐寡糖的合成工作。

Eliane Wauthier硕士。（[e-mail]）。她拥有两个硕士学位，其中一个为化学专业学位

备注

萨皮恩扎大学的Dominco Alvaro医学博士/哲学博士（[e-mail]）是最初将胆道系统视为内胚层干细胞潜在储库的相关研究的发起人。同样来自萨皮恩扎大学的Domenico Alvaro医学博士/哲学博士和Vincenzo Cardinale医学博士/哲学博士（[e-mail]）在多年关于胆道系统干细胞亚群及其后代多种发育阶段的研究中做出了诸多重要贡献

利益声明

Yongmei Xu和Jian Liu是Glycan Therapeutics的联合创始人，G. Su是该公司的员工。其他作者声明没有竞争性利益。

Lola Reid、Wencheng Zhang、Eliane Wauthier、Jian Liu和Yongmei Xu已经提交了相关文件，旨在就本手稿中总结的研究成果申请专利。如果专利获批，其所有权将归北卡罗来纳大学教堂山分校所有。其余作者均声明没有竞争性财务利益

利益冲突声明

? 作者们声明存在以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Lola Reid、Wencheng Zhang、Eliane Wauthier、Jian Liu和Yongmei Xu持有归北卡罗来纳大学教堂山分校所有的待批专利。Y. Xu和J. Liu是Glycan Therapeutics的联合创始人，G. Su是该公司的员工。其他作者声明没有竞争性利益。如果有其他作者，他们也声明自己没有已知的竞争性利益

致谢

早期关于硫酸化寡糖提取物（肝素、肝素硫酸盐、硫酸软骨素）对多种物种（如小鼠、猪、人类）的肝脏和胰腺中的内胚层干细胞亚群及成熟实质细胞的影响的研究，是由Vesta Therapeutics（马里兰州贝塞斯达市）资助给北卡罗来纳大学医学院的L. Reid进行的。这些研究为后来由Jian Liu博士及其团队合成的硫酸化寡糖所开展的研究奠定了基础

Wencheng Zhang|Eliane Wauthier|Yongmei Xu|Guowei Su|Bruce Caterson|Diletta Overi|Guido Carpino|Eugenio Gaudio|Jian Liu|Lola M. Reid

北卡罗来纳大学医学院细胞生物学与生理学系，分子生物学与生物技术项目，北卡罗来纳州教堂山，邮编27599