感染研究的新化学工具——鞘磷脂代谢可视化

19世纪末，德国病理学家Ludwig Thudichum从大脑中分离出以前未知的脂肪物质(脂质)。他将这类新分子命名为鞘脂——以希腊神话生物斯芬克斯命名，以尊重“它给研究人员带来的许多谜题”。

从那时起，许多疾病被发现是由大脑中神经脂代谢缺陷引起的，包括法布里病和戈歇病。鞘脂也与传染病有关，例如埃博拉病毒感染、麻疹或Covid-19病毒感染，以及铜绿假单胞菌或金黄色葡萄球菌的细菌感染，这些细菌感染可导致中耳感染、皮肤和肺部感染以及许多其他疾病。在这些感染中，鞘磷脂酶对鞘磷脂分子的降解通常是一个关键步骤。然而，可视化酶的活性在以前是不可能的。

一种新的化学探针填补了这一空白

来自Würzburg和柏林的研究人员现在已经成功地开发了一种鞘磷脂衍生物，可以用来可视化鞘磷脂的分布和鞘磷脂酶在感染过程中的活性。

这些科学家是由德国研究基金会(DFG)资助的研究训练组2581“感染中膜近端脂质和信号成分的代谢，拓扑和区隔化”的一部分。在那里，化学家、物理学家和生物学家合作合成新的化合物，并测试它们在感染研究中的适用性。

“新分子是基于天然产物鞘磷脂的三功能鞘磷脂，并具有三种附加功能。德国JMU有机化学研究所的 Jürgen Seibel教授说:“很难设计出这样的分子，它们被新陈代谢所接受，就像它的天然来源一样。”

发育过程中鞘磷脂的降解衣原体细菌成像

科学家们不仅通过测定人体细胞表面细菌鞘磷脂酶的活性，还证明了他们新开发的分子的功能。他们还观察了细胞内衣原体细菌感染过程中人体细胞内鞘鞘磷脂的降解，已知衣原体细菌会感染人类生殖道，并被怀疑有助于感染组织中癌症的发展。

衣原体在其宿主细胞内形成一种称为包涵体的复制细胞器。研究表明，衣原体包涵体主要含有三功能鞘鞘磷脂的裂解形式。利用所谓的扩展显微镜和点击化学，他们观察到在非传染性到感染性衣原体颗粒的成熟过程中，代谢鞘磷脂分子的比例增加了。通过能够可视化这种感染过程，现在可以开发针对这些感染的新目标策略。

Seibel教授说:“这种新的化学工具肯定会很好地为我们服务，并且可以在许多实验室中使用。我们的目标是利用它来确定新的抗感染或免疫治疗策略，用于药物开发，可通过调节鞘脂代谢来对抗传染病。”

Trifunctional sphingomyelin derivatives enable nanoscale resolution of sphingomyelin turnover in physiological and infection processes via expansion microscopy