粘蛋白（mucins）是一类大型中度O型糖基化蛋白家族，其覆盖着所有粘膜表面并构成了大多数体液的主要大分子；粘蛋白主要由其可变的串联重复（TR）结构域所定义，而这些结构域则在不同的模式中被不同的O-聚糖结构所装饰，因此可以说这些结构域传达了粘蛋白的大部分信息内容。

很多本能地将粘液与令人觉得恶心的东西联系起来，但实际上，粘液对机体健康有着非常重要的作用，其记录着机体重要的肠道菌群，并能为细菌提供营养来源；同时，粘液还覆盖着机体所有的内表面，且作为对外界的屏障，其还能保护机体免受传染病的侵袭。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24366-4

近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Display of the human mucinome with defined O-glycans by gene engineered cells”的研究报告中，来自哥本哈根大学等机构的科学家们通过研究发现了如何人工生产这种健康的粘液。研究者表示，如今他们开发出了一种新方法来用于产生人类粘液中的重要信息，即所谓的粘蛋白以及其重要的糖类。目前研究人员能以生产其它治疗性生物制品的相同方式来生产这种粘蛋白。

粘蛋白主要由糖类组成，本文研究中，研究者发现，实际上细菌能够识别粘蛋白上的特殊糖类模式，这或许是机体选择好的细菌以及取消引发疾病的细菌的最佳方式，而如今研究人员就能根据需要设计出粘液中的糖类分子。研究者从细菌中发现了一种名为X409的小分子，其能与机体中的肠道结合。当药物被机体摄入并被肠道系统所吸收时，要想让其发挥疗效是很困难的，因此，当将药物设计成患者吞下的药片时，研究人员并不确定其是否会完全发挥作用效果。在通过消化系统的道路上有很多障碍，而药物需要在胃肠道内停留一段时间才能溶解并分布到机体中。

人粘蛋白串联重复序列(TR)展示平台的设计。

图片来源：Nason, R.,et al. Nat Commun 12, 4070 (2021). doi：10.1038/s41467-021-24366-4

人类每天会以唾液的形式吞下一升的粘液，还有更多来自胃部的粘液，这些粘液会与肠道中不断变化的粘液交织在一起来为肠道微生物提供必要的养料；肠道微生物组对机体健康至关重要，而且对于许多人类疾病的发生具有重要的意义。目前研究人员并不清楚在治疗人类疾病中如何控制肠道菌群，这或许就是为何研究人员会利用合成性的粘蛋白来开辟新型治疗途径的原因了。我们可以将粘蛋白想象成为一种前生物材料，其能作为帮助有益细菌在体内生长的特殊分子。

有了人工粘液，其或许就能缓解体内的感染，而唾液中的粘液则能帮助冲走细菌并清洁口腔，粘液也会不断流过眼睛并保持其清洁。我们可以设想，在治疗眼部感染时，可以利用通常能清除细菌的粘液来生产眼药水，而不是抗生素，具体来讲，这意味着粘蛋白可以溶解所有的细菌生物被膜，生物被膜是细菌在所生长的表面上形成的一层细菌膜，其具有一定的致病性。

研究者表示，我们还发现，粘蛋白对于普通流感病毒感染人类机体粘膜的方式非常重要，其会与流感病毒竞争并抑制感染发生；与SARS-CoV-2不同的是，流感病毒能与一种存在于所有粘蛋白上的糖类结合，如今研究人员已经开发出了用于治疗流感的糖类结构。综上，本文研究结果表明，粘液和粘蛋白未来或有望作为治疗人类多种感染的新型潜在疗法。

原始出处：

Nason, R., Büll, C., Konstantinidi, A. et al. Display of the human mucinome with defined O-glycans by gene engineered cells. Nat Commun 12, 4070 (2021). doi：10.1038/s41467-021-24366-4