Glycoengineering Human Neural and Adipose Stem Cells with Novel Thiol-Modified N-Acetylmannosamine (ManNAc) Analogs.
Glycoengineering Human Neural and Adipose Stem Cells with Novel Thiol-Modified N-Acetylmannosamine (ManNAc) Analogs.
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DOI：
10.3390/cells10020377
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发表时间：
2021-02-12
期刊：
影响因子：
6
通讯作者：
Yarema KJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Du J;Agatemor C;Saeui CT;Bhattacharya R;Jia X;Yarema KJ
本报告描述了一种新的巯基修饰n-乙酰甘露糖胺（ManNAc）类似物，它扩展了Ac5ManNTGc的代谢糖工程（MGE）应用，Ac5ManNTGc是一种非天然单糖，通过代谢将唾液酸的巯基甘露糖酰安装到人糖缀合物中。我们之前发现，Ac5ManNTGc在人胚状体衍生（hEBD）细胞中引发Wnt信号的非典型激活，但仅在存在高亲和力、化学相容性支架的情况下。我们的新类似物Ac5ManNTProp和Ac5ManNTBut克服了对互补支架的要求，通过在更长的n -酰基连接臂上显示巯基，从而可能增加它们与周围巯基相互作用和交联的能力。这些新的类似物在人神经干细胞（hNSCs）和人脂肪干细胞（hASCs）中显示出更高的效力。在hNSCs中，在没有巯基反应性支架的情况下，Ac5ManNTProp上调了与Wnt信号一致的生化终点。在hASCs中，Ac5ManNTProp和Ac5ManNTBut都抑制了成脂细胞的分化，其中Ac5ManNTBut提供了更有效的反应，并且它们不干扰向胶质细胞谱系（雪旺细胞）的分化。这些结果通过提供操纵人类干细胞的新工具（Ac5ManNTProp和Ac5ManNTBut），扩大了MGE在再生医学中的应用范围。
This report describes novel thiol-modified N-acetylmannosamine (ManNAc) analogs that extend metabolic glycoengineering (MGE) applications of Ac5ManNTGc, a non-natural monosaccharide that metabolically installs the thio-glycolyl of sialic acid into human glycoconjugates. We previously found that Ac5ManNTGc elicited non-canonical activation of Wnt signaling in human embryoid body derived (hEBD) cells but only in the presence of a high affinity, chemically compatible scaffold. Our new analogs Ac5ManNTProp and Ac5ManNTBut overcome the requirement for a complementary scaffold by displaying thiol groups on longer, N-acyl linker arms, thereby presumably increasing their ability to interact and crosslink with surrounding thiols. These new analogs showed increased potency in human neural stem cells (hNSCs) and human adipose stem cells (hASCs). In the hNSCs, Ac5ManNTProp upregulated biochemical endpoints consistent with Wnt signaling in the absence of a thiol-reactive scaffold. In the hASCs, both Ac5ManNTProp and Ac5ManNTBut suppressed adipogenic differentiation, with Ac5ManNTBut providing a more potent response, and they did not interfere with differentiation to a glial lineage (Schwann cells). These results expand the horizon for using MGE in regenerative medicine by providing new tools (Ac5ManNTProp and Ac5ManNTBut) for manipulating human stem cells.
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