神奇的蜗牛丨Biacore揭示蜗牛多糖的生物学活性

说到蜗牛大家并不会感到陌生，这种小生物在爬行时会从体内分泌出一种黏液，其高黏性可以让蜗牛爬行和栖息在潮湿的岩石或树木上。近年来科学家发现这种自然界中生物的粘附现象对医用仿生材料的研发具有重要的借鉴和启发意义，蜗牛黏液这种天然黏附特性和不明显的生物活性，可能是一种潜在的伤口修复天然生物粘合剂。

在伤口管理中外科缝合仍然是重新连接受伤组织的金标准，但具有疼痛、缝合部位感染以及皮肤疤痕等问题。近年来新型的生物粘合剂表现出优越的机械性能和功能，却仍然缺乏湿粘接能力和生物相容性。2023年1月，中科院昆明植物研究所吴明一团队在Nature Communications上发表题为“A natural biological adhesive from snail mucus for wound repair”的研究论文，报道了从从蜗牛粘液中发现的一种天然多糖基粘合剂d-SMG（dried Snail Mucus Gel），对湿润组织具有较强的粘附性能，优于临床使用的纤维蛋白胶。

图1. d-SMG在伤口愈合中的作用机制

d-SMG主要由类肝素的蜗牛糖胺聚糖与蜗牛蛋白质等生物大分子组成，动物实验表明d-SMG能显著加快慢性伤口的肉芽组织新生、血管新生以及胶原沉积，改善慢性伤口的炎症微环境。新型糖胺聚糖（s-GAG）为其有效活性组分，主要通过结合炎症细胞因子下调组织中TNF-α、IFN-γ、IL-6的表达水平（图1）。

如何在分子水平上确认s-GAG与细胞因子的结合？和肝素相比，是否可以定量比较结合能力的强弱？Biacore实验表明，与Heparin一样，s-GAG可以直接结合包括TNF-α、IL-6、IL-8、IP-10在内的多种炎症细胞因子（图2），从定量数据上可以看出，s-GAG和Heparin与各种细胞因子的亲和力数值相近（表1）。

图2. Biacore检测s-GAG/Heparin与细胞因子的亲和力

表1. s-GAG/Heparin与各类细胞因子的亲和力

其实该团队在2020年发表的题为“A non-anticoagulant heparin-like snail glycosaminoglycan promotes healing of diabetic wound”的文章中就已经报道了这种新型糖胺聚糖s-GAG在临床难治愈的糖尿病足溃疡（Diabetic foot ulcer, DFU）中的临床应用前景。

在这篇文章中，研究人员同样采用Biacore检测了s-GAG与细胞因子CLCX8的结合，如图3所示，两者的亲和力KD= 19.5 ± 3.4 μM，比Heparin的亲和力更强。通过Biacore定量数据可以看到，s-GAG解聚后的产物（dSG-1/dSG-2/dSG-3/dSg-4）与CLCX8的亲和力也有不同程度的下降，表明s-GAG具有更强的抗炎活性。

图3. Biacore检测s-GAG/Heparin与CLCX8的结合

大自然的神奇正是如此，这种蜗牛中提取的新型糖胺聚糖s-GAG表现出优异的止血性能、生物相容性和生物降解性，能够显著加速慢性伤口的愈合，对新一代生物医用粘合剂的开发具有重要意义，这也为普通皮肤伤口以及临床难治愈的糖尿病足溃疡等皮肤疾病的治疗提供了一种新思路，为天然来源的糖类创新药物的研发奠定了基础。

Biacore作为互作领域的“金标准”，对于多糖类样本的分析也能轻松应对，能够快速获得亲和力的定量数据。凭借高质量的数据和广泛的应用，为不同领域的科学研究提供精准的数据，助力超过五万篇文献的发表，成为发表高分文章的必备工具。

参考文献：

1. Deng, Tuo et al. “A natural biological adhesive from snail mucus for wound repair.” Nature communications vol. 14,1 396. 24 Jan. 2023, doi:10.1038/s41467-023-35907-4

2. Wu, YueboZhou, ZhipengLuo, LanTao, MaixianChang, XiaoYang, LianHuang, XingyongHu, LinWu, Mingyi. A non-anticoagulant heparin-like snail glycosaminoglycan promotes healing of diabetic wound[J]. Carbohydrate Polymers: Scientific and Technological Aspects of Industrially Important Polysaccharides, 2020, 247(1).