Sialo-Xenoantigenic Glycobiology: Molecular Glycobiology of Sialylglycan-Xenoantigenic Determinants in Pig to Human Xenotransplantation

آنتی ژن‌های کربوهیدرات روی گلیکوکونژوگیت‌های سلول‌های پستانداران نقش مهمی در فرآیندهای بیولوژیکی مختلف بازی می‌کنند و اپی توپ‌هایی هستند که توسط سیستم ایمنی شناسایی شده‌اند، زیرا گلیکوبیولوژی در دو دهه گذشته پیشرفت زیادی کرده است. این کتاب بر روی بیگانه‌آنتی‌ژن‌های مبتنی بر اسید سیالیک تمرکز دارد. در پیوند خوک به انسان، قرار گرفتن اندام های خوک با خون انسان منجر به رد بیش از حد حاد (HAR) می شود که به دلیل تفاوت در اپی توپ های کربوهیدرات بین اندوتلیای عروقی انسان و خوک ایجاد می شود. اگرچه آنتی ژن گال به عنوان آنتی ژن اصلی حذف شد، آنتی ژن های غیر گال باقی مانده به عنوان آنتی ژن خارجی در نظر گرفته می شوند. Sialosyl-Tn یا Hanganutziu-Deicher (HD)، آنتی ژن های غیر گال مختص آنتی بادی های طبیعی در انسان هستند. برای غلبه بر پاسخ‌های رد مانند HAR، مطالعات ژن‌های دخیل در آنتی‌ژن‌های کربوهیدراتی که باعث ضدضد زایی خارجی می‌شوند، ضروری است. دانش گلیکوزیل ترانسفرازهای خوک نیز برای بکارگیری در پوشاندن آنتی ژن خارجی یا شناسایی سیالیل گلیکان (های) خارجی آنتی ژنی مفید است. در فصل اول غربالگری ژن‌های گلیکوزیل ترانسفراز خوک برای آنتی ژن‌های خارجی ارائه شده است. در فصل دوم تا چهارم، شبیه سازی، خصوصیات و بررسی مکانیسم تنظیمی ژن CMAH خوک در بیوسنتز NeuGc نشان داده شده است. در نهایت، اثرات تغییر الگوهای گلیکوزیلاسیون خوک بر سمیت سلولی با واسطه سرم انسانی، ناشی از سیالیل ترانسفرازهای انسانی از جمله hST6GalNAc IV ارائه شده است.

Carbohydrate antigens on glycoconjugates of mammalian cells play crucial roles in various biological processes and are epitopes recognized by the immune system, as glycobiology has hugely been progressed during the past two decades. The book focuses on sialic acid–based xenoantigenes. In pig to human xenotransplantation, exposure of pig organs to human blood results in hyper acute rejection (HAR), caused by differences in carbohydrate epitopes between human and pig vascular endothelia. Although Gal-antigen as major antigen was eliminated, the remaining non-Gal antigens are considered to be xenoantigens. Sialosyl-Tn or Hanganutziu-Deicher (HD), are non-Gal antigens specific to natural antibodies in human. To overcome rejection responses such as HAR, studies of genes involved in carbohydrate antigens, causing xenoantigenicity, are necessary. Knowledge of pig glycosyltransferases are also useful to apply to xenoantigen masking or identification of the xenoantigenic sialylglycan(s). In the first chapter the screening for pig glycosyltransferase genes for xenoantigens is presented. In the chapter II to IV the cloning, characterization, and investigation of the regulatory mechanism of the pig CMAH gene in NeuGc biosynthesis is shown. Lastly, the effects of an alteration of pig glycosylation patterns on human serum-mediated cytotoxicity, caused by human sialyltransferases including hST6GalNAc IV is presented.