35960-33-9
中文名稱
神經(jīng)節(jié)苷脂
英文名稱
ASIALOGANGLIOSIDE-GM2
CAS
35960-33-9
分子式
C56H104N2O18
分子量
1093.43
MOL 文件
35960-33-9.mol
35960-33-9 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
神經(jīng)節(jié)苷脂GA2神經(jīng)節(jié)苷脂
神經(jīng)節(jié)苷酯 GA2
神經(jīng)酰胺三己苷(A-GM2)
神經(jīng)節(jié)苷酯GM2
英文別名
GG3ASIALO GM2
Glycolipid GA2
GA2 GANGLIOSIDE
Ganglioside GA2
gangliosides (Gls)
Tay-Sachs globoside
CERAMIDE TRIHEXOSIDE
ASIALOGANGLIOSIDE-GM2
Glycosphingolipid GA2
物理化學(xué)性質(zhì)
外觀性狀Gls有兩個(gè)基本功能：介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-微生物以及細(xì)胞-基質(zhì)間的相互作用。調(diào)控細(xì)胞質(zhì)膜中蛋白質(zhì)的功能，如生長因子受體、離體通道的功能。外源性的Gls可以通過與細(xì)胞表面的Gls結(jié)合蛋白結(jié)合，來改變與Gls相連的激活酶活性，從而增高或減低細(xì)胞生長速率。
缺氧缺血性腦損傷的發(fā)病機(jī)制與多種因素有關(guān)。國內(nèi)外動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)神經(jīng)節(jié)苷脂能通過血腦屏障，預(yù)防神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜，維持鈣平衡，抗興奮性氨基酸神經(jīng)毒性和氧自由基反應(yīng)，且與神經(jīng)生長因子協(xié)同起神經(jīng)營養(yǎng)作用。臨床上神經(jīng)節(jié)苷基脂用于治療腦缺血已取得成效。
陳曉隆、潘曉麗等尋找視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma，RB)的生物學(xué)標(biāo)志。方法：應(yīng)用高效薄層色譜法對(duì)32例RB瘤組織及21例對(duì)照視網(wǎng)膜組織的神經(jīng)節(jié)苷脂進(jìn)行對(duì)照分析。結(jié)果：RB瘤組織神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合的唾液酸含量明顯低于對(duì)照視網(wǎng)膜組織[(0.04±0.01)mg/g(濕重)，(0.11±0.02)mg/g(濕重)，P<0.01]。GM3、GM2、GM1、GD3及GD2為RB瘤組織主要成分，對(duì)照視網(wǎng)膜組織中則以GM2、GM1、GD1a、GT1b、GQ1b為主。傅強(qiáng)、侯鐵勝等研究認(rèn)為神經(jīng)節(jié)苷脂對(duì)損傷脊髓組織有明顯保護(hù)作用，并初步探討其作用機(jī)制，可能是通過對(duì)神經(jīng)細(xì)胞凋亡的阻斷來發(fā)揮作用的。帕金森病(PD)是黑質(zhì)紋狀體的進(jìn)行性變性疾病。近年來發(fā)現(xiàn)神經(jīng)節(jié)苷脂有望緩解該病的癥狀，延緩該病的進(jìn)展。
GM1對(duì)老齡大鼠缺氧性腦損害有一定的早期防治作用，作用機(jī)制可能與拮抗興奮性氨基酸毒性作用、防止細(xì)胞內(nèi)鈣離子平衡紊亂、減輕自由基損傷、保護(hù)膜酶活性等環(huán)節(jié)密切相關(guān)。GM3含有兩個(gè)己糖基與一個(gè)唾液酸基，可誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞沿單核巨噬細(xì)胞途徑分化，能調(diào)節(jié)J6-2細(xì)胞的磷脂代謝。李昭杰、周東等探討了單唾液酸四己糖神經(jīng)節(jié)苷脂(GM1)在急性顱腦損傷治療中的應(yīng)用。結(jié)果表明：GM1具有較好的催醒作用，對(duì)提高患者的生存質(zhì)量，降低死亡率，促進(jìn)腦功能恢復(fù)具有較好療效。張桂林、傅萬海觀察了神經(jīng)節(jié)苷脂(GM1)對(duì)缺氧缺血(HI)新生大鼠的治療作用及對(duì)凋亡相關(guān)基因Bax/Bcl-2表達(dá)的影響。結(jié)果表明：應(yīng)用GM1治療HI腦損傷可減少腦細(xì)胞凋亡，GM1治療對(duì)凋亡相關(guān)基因Bax/Bcl-2表達(dá)有一定的影響，HI腦損傷后細(xì)胞凋亡可能與這兩種基因相關(guān)。
神經(jīng)節(jié)苷脂GD3有增強(qiáng)腫瘤本身及鄰近組織中血管生成作用，從而促進(jìn)腫瘤的演進(jìn)和轉(zhuǎn)移。高羅以、曾桂超等的研究工作為這一假設(shè)提供了有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，應(yīng)用GD3合酶的反意DNA轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞從而抑制細(xì)胞中的GD3合酶的表達(dá)，極大地降低了細(xì)胞內(nèi)源GD3含量，進(jìn)一步的研究證明，抑制腫瘤細(xì)胞的GD3合成，明顯的降低了該腫瘤細(xì)胞的血管內(nèi)皮生長因子(WVGF)的水平，并使血管生成作用降至最小限度，這些實(shí)驗(yàn)說明GD3在腫瘤的血管生成中具有重要的作用，此外，GD3作為腫瘤的一種相關(guān)抗原，它與血管生成因子的協(xié)同效應(yīng)在聯(lián)合基因療法中起到重要的作用。
國內(nèi)外對(duì)腫瘤相關(guān)鞘糖脂的研究主要集中在酸性鞘糖脂即神經(jīng)節(jié)苷脂方面，而對(duì)中性鞘糖脂研究較少。據(jù)Svennerholm L.和張世忠等的報(bào)道，中性鞘糖脂的顯色方法有兩種，其原理類似，主要是由于酸與鞘糖脂中的糖基不可逆性結(jié)合，進(jìn)而根據(jù)顯色劑不同使得中性鞘糖脂顯藍(lán)色或紫紅色。張宗城等建立了一種新的中性鞘糖脂顯色方法，即碘顯色法，顯色原理是根據(jù)不飽和鍵能吸引碘原子聚集，在其周圍生成棕黃色的物質(zhì)。由于神經(jīng)節(jié)苷脂中同樣含有雙鍵，該顯色方法是否適用與神經(jīng)節(jié)苷脂的顯色，有待進(jìn)一步研究。
缺氧缺血性腦損傷的發(fā)病機(jī)制與多種因素有關(guān)。國內(nèi)外動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)神經(jīng)節(jié)苷脂能通過血腦屏障，預(yù)防神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜，維持鈣平衡，抗興奮性氨基酸神經(jīng)毒性和氧自由基反應(yīng)，且與神經(jīng)生長因子協(xié)同起神經(jīng)營養(yǎng)作用。臨床上神經(jīng)節(jié)苷基脂用于治療腦缺血已取得成效。
陳曉隆、潘曉麗等尋找視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma，RB)的生物學(xué)標(biāo)志。方法：應(yīng)用高效薄層色譜法對(duì)32例RB瘤組織及21例對(duì)照視網(wǎng)膜組織的神經(jīng)節(jié)苷脂進(jìn)行對(duì)照分析。結(jié)果：RB瘤組織神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合的唾液酸含量明顯低于對(duì)照視網(wǎng)膜組織[(0.04±0.01)mg/g(濕重)，(0.11±0.02)mg/g(濕重)，P<0.01]。GM3、GM2、GM1、GD3及GD2為RB瘤組織主要成分，對(duì)照視網(wǎng)膜組織中則以GM2、GM1、GD1a、GT1b、GQ1b為主。傅強(qiáng)、侯鐵勝等研究認(rèn)為神經(jīng)節(jié)苷脂對(duì)損傷脊髓組織有明顯保護(hù)作用，并初步探討其作用機(jī)制，可能是通過對(duì)神經(jīng)細(xì)胞凋亡的阻斷來發(fā)揮作用的。帕金森病(PD)是黑質(zhì)紋狀體的進(jìn)行性變性疾病。近年來發(fā)現(xiàn)神經(jīng)節(jié)苷脂有望緩解該病的癥狀，延緩該病的進(jìn)展。
GM1對(duì)老齡大鼠缺氧性腦損害有一定的早期防治作用，作用機(jī)制可能與拮抗興奮性氨基酸毒性作用、防止細(xì)胞內(nèi)鈣離子平衡紊亂、減輕自由基損傷、保護(hù)膜酶活性等環(huán)節(jié)密切相關(guān)。GM3含有兩個(gè)己糖基與一個(gè)唾液酸基，可誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞沿單核巨噬細(xì)胞途徑分化，能調(diào)節(jié)J6-2細(xì)胞的磷脂代謝。李昭杰、周東等探討了單唾液酸四己糖神經(jīng)節(jié)苷脂(GM1)在急性顱腦損傷治療中的應(yīng)用。結(jié)果表明：GM1具有較好的催醒作用，對(duì)提高患者的生存質(zhì)量，降低死亡率，促進(jìn)腦功能恢復(fù)具有較好療效。張桂林、傅萬海觀察了神經(jīng)節(jié)苷脂(GM1)對(duì)缺氧缺血(HI)新生大鼠的治療作用及對(duì)凋亡相關(guān)基因Bax/Bcl-2表達(dá)的影響。結(jié)果表明：應(yīng)用GM1治療HI腦損傷可減少腦細(xì)胞凋亡，GM1治療對(duì)凋亡相關(guān)基因Bax/Bcl-2表達(dá)有一定的影響，HI腦損傷后細(xì)胞凋亡可能與這兩種基因相關(guān)。
神經(jīng)節(jié)苷脂GD3有增強(qiáng)腫瘤本身及鄰近組織中血管生成作用，從而促進(jìn)腫瘤的演進(jìn)和轉(zhuǎn)移。高羅以、曾桂超等的研究工作為這一假設(shè)提供了有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，應(yīng)用GD3合酶的反意DNA轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞從而抑制細(xì)胞中的GD3合酶的表達(dá)，極大地降低了細(xì)胞內(nèi)源GD3含量，進(jìn)一步的研究證明，抑制腫瘤細(xì)胞的GD3合成，明顯的降低了該腫瘤細(xì)胞的血管內(nèi)皮生長因子(WVGF)的水平，并使血管生成作用降至最小限度，這些實(shí)驗(yàn)說明GD3在腫瘤的血管生成中具有重要的作用，此外，GD3作為腫瘤的一種相關(guān)抗原，它與血管生成因子的協(xié)同效應(yīng)在聯(lián)合基因療法中起到重要的作用。
國內(nèi)外對(duì)腫瘤相關(guān)鞘糖脂的研究主要集中在酸性鞘糖脂即神經(jīng)節(jié)苷脂方面，而對(duì)中性鞘糖脂研究較少。據(jù)Svennerholm L.和張世忠等的報(bào)道，中性鞘糖脂的顯色方法有兩種，其原理類似，主要是由于酸與鞘糖脂中的糖基不可逆性結(jié)合，進(jìn)而根據(jù)顯色劑不同使得中性鞘糖脂顯藍(lán)色或紫紅色。張宗城等建立了一種新的中性鞘糖脂顯色方法，即碘顯色法，顯色原理是根據(jù)不飽和鍵能吸引碘原子聚集，在其周圍生成棕黃色的物質(zhì)。由于神經(jīng)節(jié)苷脂中同樣含有雙鍵，該顯色方法是否適用與神經(jīng)節(jié)苷脂的顯色，有待進(jìn)一步研究。
儲(chǔ)存條件−20°C
形態(tài)凍干粉
應(yīng)用領(lǐng)域
用途1
GM1主要用于治療多種原因引起的中樞神經(jīng)病變，包括常見的腦脊髓損傷、腦血管意外、帕金森病，以及多種病因引起缺氧缺血性腦病(新生兒缺氧缺血性腦病、溺水、CO中毒等)。制備方法
方法1
Gls的制備方法一、以狗紅細(xì)胞為原料
按Ledcen等與Kanfer等的方法進(jìn)行。用氯仿/甲醇混合液(2：1，1：1，1：2)依次提取得總脂質(zhì)。經(jīng)DEAE-Sephadex A-25離子交換柱處理，除去中性脂類。再經(jīng)堿水解除磷脂、透析、Iatrobeads吸附柱層析，制得總Gls。
方法二、以豬腦為原料
粗Gls的制備 取500g新鮮豬腦，加10倍體積的等體積氯仿和甲醇的混合溶液，相繼在電動(dòng)勻漿器的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中勻漿，在4℃下攪拌提取過夜，離心取上清液，沉淀物用上述混合溶液再次勻漿，反復(fù)提取3次，合并上清液，40℃減壓蒸發(fā)濃縮至原體積的1/4，置-20℃冰箱過夜，過濾，按濾液1/5體積加5%NaCl：甲醇=1：1(體積比)的混合溶液進(jìn)行Folch分配，使Gls轉(zhuǎn)入水相，收集上層液，下層進(jìn)行多次分配，合并上層液，至40℃減壓蒸發(fā)濃縮除去甲醇，濃縮液4℃透析至無Cl-為止，冷凍干燥，制得粗Gls。
新鮮豬腦[混合溶液]→[4℃，提取3次]離心→上清液[濃縮]→濃縮液[冷藏]→[-20℃]過濾→濾液[混合液]→[Floch分配]上層液[濃縮，透析]→[冷凍干燥]粗Gls
離心液相層析
裝盤 取已活化的層析硅膠170g，按氯仿：甲醇=7：1(體積比)的比例加入混合溶液700ml，混勻，緩慢注入直徑為30cm，高1cm的離心液相色譜盤中孔，轉(zhuǎn)速為400r/min，待色譜盤充滿硅膠后，按氯仿：甲醇：水=7：3：0.5 (體積比)的比例加入混合溶液洗脫，以除去雜質(zhì)至洗脫液無色為止。
上樣、洗脫和收集 將粗Gls溶于50-80ml 0.1mol/L NaOH甲醇液中，37℃保溫2h后(去磷脂)，用0.5mol/L HCl甲醇溶液中和至中性，透析，冷干，得Gls干粉。將Gls干粉溶于氯仿：甲醇=7：1(體積比)的混合溶液，離心除去不溶物，取上清液進(jìn)樣。待樣品上完后，用3倍盤體積的上述溶液洗脫，然后改用5倍盤體積的氯仿：甲醇：水=6：4：1(體積比)的混合溶液洗脫并收集洗脫液，濃縮，冷凍干燥，稱重，得Gls。
粗Gls[處理]→Gls干粉[混合溶液]→[離心]上清液[進(jìn)樣、洗脫、濃縮]→[冷凍干燥]Gls
Sephadex LH-20層析 取Sephadex LH-20，加5倍體積含0.3mol/L KOH的甲醇：水=95：5(體積比)的混合溶液，4℃浸泡過夜，除去細(xì)小顆粒，次日改用甲醇：水=95：5(體積比)的混合溶液以除去KOH，將處理好的Sephadex LH-20灌入層析柱(內(nèi)徑3cm，柱長100cm)至床高約85cm，加甲醇：水=95：5(體積比)的混合溶液平衡，將由離心液相色譜儀(Clc)得到的Gls，溶于10ml含 0.3 mol/L KOH的氯仿：甲醇=95：5(體積比)的混合溶液中，37℃保溫2h后，離心，上清液進(jìn)行層析，用甲醇：水=95：5 (體積比)的混合溶液洗脫收集，待收集液呈堿性后，停止收集，合并各管，濃縮，冷凍干燥，制得精品Gls，按脂結(jié)合唾液酸(LBSA)計(jì)含量為30.1%，含5種Gls，即GM1為19.5%、GD3為 13.8%、GD1a為27.8%、GD1b為14.2%和GT1b為19.3%。
Gls[混合溶液]→[離心]→上清液[進(jìn)樣、洗脫、濃縮]→Gls精品
粗Gls提取方法基本上與Yu氏法相似，只是增加-20℃冷藏過夜，此步驟的目的是除去中性脂類，有利于節(jié)省后繼步驟的溶劑用量、時(shí)間和提高Gls的含量。經(jīng)測(cè)定脂結(jié)合唾液酸含量為12%，而未冷藏只能達(dá)8%-9%，產(chǎn)率為0.35%。與Katsumi所得的0.34%相似，高于夏氏的0.25%。
離心液相色譜儀(Clc)進(jìn)行Gls純化是一種新方法。該儀器基本原理是根據(jù)混合樣品中各組分質(zhì)量不同，在固定相和流動(dòng)相分配作用不同以及所受離心力不同，從而提高分離效果。
方法三、以牛腦為原料
將牛腦的氯仿-甲醇提取液通過水萃取使神經(jīng)節(jié)苷脂與脂溶性成分分離，再經(jīng)堿水解除磷脂，上吸附樹脂柱，使與水溶性雜質(zhì)分離，然后作產(chǎn)品鑒定。結(jié)果：所制備的神經(jīng)節(jié)苷脂的純度為唾液酸含量26%；組成成分：GM116%、 GD36%、GD1a45%、GD1b10%、GT1a14%、GT1b17%。
二、GM3的制備(以狗紅細(xì)胞為原料)
按Ledcen等與Klenk等的方法進(jìn)行。經(jīng)氯仿/甲醇混合液提取，5次Folch分配，保留水相。再經(jīng)DEAE-SephadexA-25離子交換柱層析分離出單唾液酸部分，經(jīng)乙酰化、Florisil吸附柱層析、去乙?；?、透析、凍干，制得GM3純品。
有關(guān)資料表明：從豬腦提取純化GM1；從兔肝提取GM2；從豬肝提取GM1和GD3；狗肝中GD1a與GT1b含量較大。