细胞表面聚糖表达水平的电化学检测及其在肿瘤细胞分析中的应用研究

The abnormal expression alteration of cellular surface glycan is associated with tumor growth, progression and malignant transformation. Construction of novel highly sensitive and in situ detection methods for cellular surface glycan is needed urgently for revealing function of cellular glycosylation in tumor progression and metastasis, and will benefit early cancer detection and tumor specific therapeutic targets. In this project, we will first construct a new electrochemical biosensor for glycan detection using techniques of lectins, functionlized glycan derivative and photoelectric methods. We will also synthesis functionlized-nanocomposites and novel stable and easily labeled-ligands that selectively recognize and bound to cell surface glycan. Then, combining techniques above, we will study the correlation between altered cellular surface glycan expressions with the process of tumor progression, aims to elucidate roles of glycosylation in tumorigenesis and cancer progression. Our study will provide novel experimental techniques for glycan-related cancer biomarker exploration and contribute to better understanding roles of glycan alteration in cell behavior and the progression of human cancer.

细胞表面聚糖表达水平的异常变化与肿瘤细胞的进程和转移有密切关系。发展原位特异性的分析方法用于细胞表面聚糖表达水平的高灵敏检测，对于揭示细胞表面聚糖在肿瘤形成和发展中的作用，提出新的肿瘤诊断特异性标志物等方面具有重要的意义。在本项目中，我们首先通过凝集素、糖功能化衍生物、光电分析等方法构建适用于细胞表面聚糖分析的新型电化学传感器。利用纳米材料的信号放大和催化性能，合成能被细胞表面聚糖选择性识别和结合的功能化纳米复合物以及性能稳定、易于标记的新配体，提高细胞表面聚糖表达水平检测的灵敏度和准确度。在此基础上，开展细胞表面聚糖表达水平异常变化与肿瘤细胞进展过程之间相互关系的研究，进一步阐明细胞表面聚糖在肿瘤发生、发展过程中所起到的调节功能。为了解聚糖改变在肿瘤细胞生理活动中的作用以及肿瘤相关糖类标志物的筛选提供重要的实验手段和技术。

细胞表面聚糖表达水平的异常变化与肿瘤细胞的进程和转移有密切关系。发展原位特异性的分析方法用于细胞表面聚糖表达水平的高灵敏检测具有重要的意义。我们选取伴刀豆球蛋白、接骨木凝集素等构建了细胞表面甘露糖和唾液酸识别的电化学和荧光传感器。合成了能被甘露糖和唾液酸选择性识别的功能化纳米复合物如碳纳米管/硫堇/金纳米粒子复合物/ConA、四氧化三铁磁性纳米粒子/Cu2+/ConA、碳纳米球-苯硼酸复合物等。通过功能化纳米材料提高对甘露糖和唾液酸识别的特异性和亲和能力，从而提高了传感器的检测选择性和灵敏度，实现了细胞表面甘露糖和唾液酸表达水平的检测。合成了巯基甘露糖衍生物和葡萄糖修饰的两亲性聚合物，制备与细胞表面甘露糖等竞争结合的纳米材料，如BSA修饰纳米金/量子点/巯基甘露糖复合物等，利用竞争分析方法，拓展了细胞表面聚糖表达水平检测方法。在此基础上，研究了细胞表面聚糖在酶作用下的动态表达变化。. 在细胞表面多糖分析的基础上，继续发展了细胞表面唾液酸介导的诊疗一体化探针。通过多肽组装的方法制备了长度可调的多肽纳米管，在其表面修饰大量苯硼酸，并通过共组装修饰光敏分子和化疗药物，实现了细胞表面唾液酸靶向识别的光动力和化疗联合肿瘤治疗。