當我們想到糖時，你可能會聯(lián)想到一些詞，比如甜的、白色的、水晶形狀，能用來做餅干，能讓咖啡變甜；那么你知道嗎？在我們體內，簡單的糖分子能夠連接在一起形成強有力的結構，而這些結構卻與多種機體健康問題有關，比如癌癥、衰老和自身免疫性疾病等。

能夠覆蓋機體每一個細胞的長的糖鏈分子稱之為多糖分子，根據(jù)美國國家科學研究院的一項研究顯示，開發(fā)一種糖分位置和結構圖譜或能將現(xiàn)代醫(yī)學研究帶入一個新的時代，這是因為人類的糖組學（即機體內所有糖分的集合）或許有望幫助臨床醫(yī)生來進行人類多種疾病的診斷和治療。

2003年的人類基因組計劃受到了全球的*大關注，如今很多人聽說過DNA、基因組學，甚至是蛋白質組學，對糖組學的研究似乎比其它領域的研究滯后大約20年，造成糖組學研究滯后的一個原因是科學家們目前還未開發(fā)出特殊工具能夠快速識別多糖分子以及確定其在細胞中的位置。

目前很多研究人員都開始重點關注分子生物學或細胞生物學的研究，本文中筆者（加州大學Emanual Maverakis教授）就希望能夠開發(fā)出一種新技術來快速識別并且對多糖分子及其附著的位點進行研究，研究者的*終目標是對成千上萬中糖類分子及其所在位置進行合理分類，然后利用這些具體的信息來開發(fā)治療多種疾病的新型療法。

為何會這么關心多糖分子？

未來，對個體機體中的多糖分子進行分析似乎能夠幫助有效預測機體患多種疾病的風險，比如風濕性關節(jié)炎、癌癥、甚至是食物過敏等。糖組學的改變常常與特定的疾病狀態(tài)存在某種關聯(lián)，此外，諸如老化等生物學過程常常與機體糖組學的研究有關，如果能夠逆轉這些變化或許就能夠幫助有效抑制疾病的發(fā)生，甚至還能幫助減緩衰老等，但這都有待于研究者進一步研究來闡明。

與DNA、蛋白質和脂肪一起，多糖也是機體生命必不可少的四大分子之一，在這四種分子中，多糖分子或許就是機體細胞行為的*終仲裁者。DNA能夠幫助闡明我們的面貌、思考和行為能力等，甚至還能夠決定我們*易受影響的疾病類型，細胞中的基因常常包含了能夠合成蛋白質的指令，而蛋白質能夠在機體生命不同階段發(fā)揮非常重要的功能。

然而，蛋白質的行為通常取決于其所依附的多糖分子，換句話說，這些多糖分子能夠在很大程度上影響蛋白質發(fā)揮功能，甚至還會影響細胞對刺激的反應方式，比如，如果改變了細胞外多糖分子的功能，其或許就會誘發(fā)細胞遷移到機體的其它位點中去。多糖的主要功能是修飾位于細胞表面的蛋白質和脂質分子，它們在一起能夠形成細胞外部一層厚厚的糖衣分子，如果我們認為細胞表面是土壤的話，那么多糖分子就會是多樣化的植物生命和樹葉，其會發(fā)芽并給細胞帶來顏色和身份。實際上，如果我們能通過肉眼看到細胞的話，其會看起來非常模糊，可以試想一下，細胞的大小是桃子表面毛尺寸的十倍。

多糖能夠標記細胞并且進行自我識別

細胞的表面是多糖外衣，在細胞外，多糖是大多數(shù)細胞相互作用的**個接觸點，其還會影響細胞之間的相互交流；你或許會將多糖視為特殊的細胞“條形碼”，因此其就早就了腎臟細胞異于機體免疫細胞，但其卻又具有一定的相似性，實際上，幫助機體尋找病原體的免疫細胞或許并不會攻擊自身的細胞，因為機體中所有細胞都共享著多糖分子條形碼的共同特征。

相比較而言，細菌和寄生蟲（瘧原蟲）或許有著不同的多糖分子層，而且這些多糖分子層在人類細胞中也并不存在，當細菌的糖分子被標記為外源性物質后，機體的免疫系統(tǒng)就會靶向殺滅細菌，然而，諸如B型鏈球菌等有害病原體卻常常會通過攜帶相似的多糖分子而躲避機體免疫細胞的殺滅，從而引發(fā)嚴重的感染。

很不幸的是，一些病原體常常會利用宿主機體的多糖分子里幫助誘發(fā)人類疾病，諸如HIV和埃博拉病毒等病原體常常會抓住特定的多糖分子，并在機體感染過程中持續(xù)鎖定這種多糖分子，而阻斷這些病毒與宿主機體多糖分子相互作用的療法，或者攻擊病毒特異性多糖分子的療法或許就有望成為抵御感染的新療法。

*新研究結果表明，多糖分子在多種自身免疫疾病的發(fā)生過程中扮演著關鍵角色，比如風濕性關節(jié)炎和自身免疫性胰腺炎等，但這并不奇怪，因為多糖分子會直接影響免疫細胞的功能；正常情況下，機體免疫細胞會扮演防御系統(tǒng)的角色，其能夠有效識別并且破壞外來入侵者，比如病毒或細菌等；但當機體錯誤地給自身細胞貼上“敵人”的標簽后，其就會對自身細胞發(fā)起攻擊，自身免疫性疾病就發(fā)生了。

有意思的是，在諸如這種情況下，在行為不當?shù)淖晕夜舻目贵w中存在的多糖分子常常會決定宿主機體自身遭遇攻擊的強度；這種異常的免疫反應甚至還會針對多糖分子發(fā)揮作用，比如，免疫系統(tǒng)會將宿主自身的多糖分子視為外來分子，在一項*新研究中，研究人員引入了自身免疫的多糖分子理論，這或許就能夠解釋其與疾病發(fā)生的某些關聯(lián)。

食物中的多糖分子能夠誘發(fā)機體免疫反應

目前有很多研究都認為，攝入紅肉與多種疾病發(fā)病直接相關，比如動脈粥樣硬化癥和糖尿病等，但直到*近研究人員才直到其中所涉及的分子機制；一項有意思的研究認為，引發(fā)人類患病的罪魁禍首或許是一種名為Neu5Gc的糖分子（nonhuman sialic N-glycolylneuraminic acid，非人類唾液羥乙酰神經氨酸），在除了人類以外的其它所有哺乳動物機體中都存在Neu5Gc，因為能夠制造Neu5Gc分子的早期人類因感染古老的瘧原蟲已經死亡絕跡了。

然而，盡管人類缺少制造Neu5Gc分子的能力，我們的機體仍然有能力將其整合到細胞的多糖分子中，比如通過攝入紅肉的方式等；一旦Neu5Gc分子成為細胞糖衣的一部分，細胞就會擁有一種外源性物質（Neu5Gc）包圍自身，這就會誘發(fā)全身出現(xiàn)嚴重反應，因為機體免疫系統(tǒng)能將Neu5Gc視為外來物質并對其進行攻擊，因這些內部攻擊所引起的慢性炎癥常常會導致多種疾病發(fā)生，比如心臟病、中風、甚至癌癥等。

機體能夠合成成千上萬種獨特的多糖分子，其通常是由簡單的糖類元件組成的分支結構，而蛋白質和脂質分子能被很多特殊的多糖分子所修飾，而這些數(shù)不清的多種組合常常就會使得繪制出多糖分子圖譜變得非常困難，因為研究人呢元需要一種實用且有效的方法來對成千上萬中多糖組合模式進行分析。

如今，研究人員開發(fā)出了特殊的方法能夠快速有效地監(jiān)測人類機體的糖組學變化情況，通過工程技術的進步以及樣本處理工藝的改進，研究人員所開發(fā)的技術就能夠同時對成千上萬種多糖分子進行監(jiān)測，這或許就能夠有效地幫助研究人員對來自健康個體和多種疾病患者機體細胞中的多種多糖分子進行特性分析和描述了。研究人員的目標就是利用這些數(shù)據(jù)開發(fā)出一種預測性的模型來幫助臨床醫(yī)生診斷并且治療所有人類疾病，研究者堅信，隨著他們慢慢解開糖類的密碼，未來將會有效地推動人類疾病研究和療法開發(fā)的進展。