简介
凝集素是动物细胞和植物细胞都能够合成和分泌的、能与糖结合的蛋白质,在细胞识别和粘着反应中起重要作用,主要是促进细胞间的粘着。凝集素具有一个以上同糖结合的位点,因此能够参与细胞的识别和粘着,将不同的细胞联系起来。
凝集素(Lectin)是指一种从各种植物,无脊椎动物和高等动物中提纯的糖蛋白或结合糖的蛋白,因其能凝集红血球(含血型物质),故名凝集素。
虽然人们认为在植物中凝集素的功能是结合细胞表面上的糖蛋白,然而在动物中它的功能也包括结合可溶性的细胞外或细胞内糖蛋白。
纯化的凝集素对于临床应用非常重要,因为它能够用来鉴定血型。有些存在人类红血球上的糖脂质以及糖蛋白能够经通过凝集素来鉴定。一种来自于双花扁豆(Dolichos biflorus)的凝集素,经鉴定后发现可识别A1血型。
凝集素在植物中的真正功能还有待研究,而是否仅具细胞附着功能依然还有疑问。凝集素在种子中大量表现(通常自种子中纯化),并且随着植物生长而减少,这显示其在植物发芽或种子自我生存中扮演了重要角色。
凝集素被视为免疫系统中的直接演化前身,而且它们至今依然在此扮演重要角色-凝集素补体激活途径、甘露糖结合凝集素、S、P、E凝集素,等等。
“高等”凝集素如自然杀手细胞接受器,对于简单的糖类具有较低的专一性,而对于模糊的寡糖结构显示高度亲和性。
豆科植物中的凝集素已被广泛的作为模式生物来了解蛋白质如何识别糖类的分子基础,因为它们相对容易取得而且具有广泛的糖类种类。许多凝集素的晶体结构也揭示了糖类与蛋白质之间的原子作用。
一个凝集素在生物学上强大的例子是生化战剂蓖麻毒素。蓖麻毒素是一种由两个功能结构域所组成而自从蓖麻中纯化的蛋白质。
应用
一般认为细胞膜上特定的糖基可用以区别细胞的类型和反映细胞在分化、成熟和肿瘤细胞性变中的变化。
细胞分化标志:
作为细胞分化和成熟的标记应用凝集素作为细胞分化的标志,在这方面的应用报告最多,而且研究比较集中于血细胞,特别是淋巴细胞的分群。
细胞特殊类型标记:
Kivela和Farkkanen(1987)发现在人视网膜,PNA标记视锥细胞而不标记视杆细胞。在乳腺、乳腺上皮细胞呈PNA阳性反应而肌上皮细胞和间质细胞呈PNA阴性反应。
Streit和Kreutzberg(1987)发现Griffonia Simplicifolia凝集素特异性标记面神经节内的小胶质细胞,其它类型的胶质细胞如星状胶质细胞(astrocyte)等都显示阴性反应。在切断面神经后,增殖的小胶质细胞对Griffonia Simplicifolia凝集素的反应加强,免疫电镜观察表明,凝集素主要沉积在细胞膜或小胶质细胞突起的轴膜表面,特异性结合糖基是α—D—半乳糖。
伴有细胞膜的改变:
在肿瘤中凝集素结合的改变肿瘤细胞伴有细胞膜的改变,细胞膜上的糖基也会产生相应的变化,可用凝集素检测出来。大量研究发现,凝集素可作为肿瘤组织源性的标记、肿瘤特异性诊断的标志、肿瘤恶性的标记和不同肿瘤的分化标记。
化学应用
凝集素可为荧光素、酶和生物素等所标记,分别进行下列染色法:
直接法
标记物直接标记在凝集素上,使之直接与切片中的相应糖蛋白或糖脂相结合。
(1)切片脱蜡至水。
(2)凝集素标记物(100μg/ml),室温,30min。
(3)TBS洗3次,每次2min。
(4)如为荧光素标记物,封片用荧光显微镜观察。如为酶标记物,则应依次进行呈色、脱水、透明和封固后在光学显微下观察。
直接法的优点是简便,商品用的凝集素药盒已能购得。但灵敏性不够高。
间接法
将凝集素直接与切片中的相应糖基结合,而将标记物结合在抗凝集素抗体上。
(1)脱蜡至水。
(2)用含3%的H2O2的甲醇阻断内源性过氧化物酶10min。
(3)凝集素稀释液(100μg/ml)孵育30min。
(4)TBS洗3次,每次2min。
(5)用标记了的抗凝集素抗体(1:100)孵育30min。
(6)TBS洗3次,每次2min。
(7)呈色、脱水、透明、封片。
(8)观察。
间接法染色还可进一步改良为:①三步法:即在凝集素孵育后,接着用抗凝集素抗体孵育,再用标记了的抗-抗凝集素抗体孵育,层层放大,进一步提高其敏感性,PAP复合物也可作为标记物标记在抗-抗凝集素抗体上。②抗生物素—生物素凝集素法:用结合了生物素的凝集素孵育切片后,TBS洗后再以抗生物素—标记物与之结合。间接法较直接法和直接法敏感性高5~10倍或更多一些,但必须购买或自制抗凝集素抗体。



















