醣分子科學新知（一）：醣化作用與細胞治療|最新文章

醣分子科學新知（一）：醣化作用與細胞治療

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黃彥維｜義守大學學士後中醫學系

黃耿祥｜義守大學生物醫學工程學系

楊智惠｜義守大學生物科技系

劉潔｜國立台灣大學新聞研究所

醣分子位置示意圖。醣分子位於細胞膜上的蛋白。（圖／黃彥維、黃耿祥、楊智惠團隊提供）

「醣」與「糖」，傻傻分不清楚？認識醣化作用

「糖」與「醣」有何不同？可先從日常生活中常見的「糖」來理解。醣其實就是糖的基本構造，「醣」是指碳水化合物，包含單醣、雙醣和多醣等。而醣分子（polysaccharides），是除了蛋白質（protein）、去氧核醣核酸（DNA）和核醣核酸（RNA）以外，具有重要生物活性的生物巨分子之一。醣分子特殊的生物活性牽涉細胞辨識、細胞內外溝通訊息傳遞路徑、抗原抗體結合等，因此醣分子科學研究與許多疾病治療息息相關。

義守大學生物科技學系教授楊智惠以「醣科學就是研究細胞表面的變化」簡要說明了醣分子科學的應用，但想進一步了解醣分子科學，就必須先認識醣化作用（Glycosylation）。醣化作用是蛋白質修飾程序的一種，就像是烤好蛋糕後裝飾在蛋糕上的水果，當DNA轉錄成RNA再轉譯成蛋白質時，就有如將麵團烤成蛋糕。

醣化作用示意圖。（圖／黃彥維、黃耿祥、楊智惠團隊提供）

腫瘤細胞與正常細胞的醣化作用大不同

醣化作用是細胞十分常見且重要的功能，可區分為人體細胞正常運作的醣化，與變異為腫瘤細胞的醣化。正常細胞的醣化作用，是把醣放在蛋白質上的特定位置，賦予特別的功能，就像是血球上有抗原A或抗原B的抗原物質，在正常情況下會穩定呈現。變異為腫瘤細胞的醣化，則是體內過多的醣與蛋白質或脂質結合，造成蛋白質或脂質變異，對人體有不良影響。

再次以烤蛋糕的比喻來解說，醣化作用就像是蛋糕另外加上許多配料才形成其他口味的蛋糕，但本質都一樣，只是修飾成不同功能的蛋白質。這些不同功能的形成有許多因素，包含細胞株的來源、醣化酵素的不同表現以及細胞環境條件等。也就是說，不同組織的細胞所表現的單一醣蛋白，有不同的生物活性，可顯示不同生物條件與疾病的狀態。

經常暴露在高輻射的環境，造成細胞變異或不正常醣化現象的發生。（圖／張境倫）

楊智惠說明，大部分癌症的細胞變化都與醣化有關，只是演化程序會因人而異。她舉例，不同癌症會有不同的細胞演化程序，可分為先天和後天因素來討論：先天因素，如家族中有癌症遺傳基因的人，細胞表面可能就潛在有該種蛋白修飾程序，只是沒有被啟動，再因個人後天的生活環境等其他原因，細胞產生變異或啟動這道修飾程序；而後天因素，例如經常暴露在高輻射的環境，造成細胞變異或不正常醣化現象的發生。