所有生物細胞的表面都覆蓋著種類繁多的糖類化合物，例如 O 連 N- 乙酰葡糖胺，鞘糖脂，粘多糖、磷脂錨和脂 - 寡聚糖等，這些糖 - 蛋白質或糖 - 脂類復合物決定細胞的類型和調控細胞的生長，在環境發生變化時調節細胞做出應答反應。唾液酸就是眾多糖類化合物中的一類，廣泛存在于生命系統中，大量存在于細胞表面和機體組織中，這一特性引起了大批生物學家和化學家的關注，早在 1936 年Blix 等[2]
就開始了對唾液酸的研究，首次從牛下頜骨唾液腺粘液中成功分離出一種唾液酸。1960 年科研人員精確測出該唾液酸的化學結構并鑒定其結構是 O,N- 二乙?；窠洶彼?，屬于氨基糖類化合物，之后許多種類的生物中均分離出唾液酸,人們對其生物和生理活性進行了大量研究，證實唾液酸具有諸多生物學功效，其數量與種類可決定細胞的特性，因此唾液酸在生物學研究及生物制藥領域具有重要價值。唾液酸識別蛋白是一類能識別唾液酸并與之結合的蛋白類物質，兩者結合后介導細胞 - 細胞、細胞 - 生物大分子、細胞 - 環境之間的相互作用,從而調節生物的不同生理功能。
1 唾液酸的特性
唾液酸（sialic acid,SA）是一類九碳糖族化合物，目前已分離和鑒定出的唾液酸家族成員已有 50種以上化合物，大多是 N- 乙酰神經氨酸的 O- 乙?；苌?，結構呈多樣性,純的唾液酸是無色的，易溶于水，但自然界中很少以游離的形式存在，主要以短鏈殘基的形式以 α- 糖苷鍵連接于糖蛋白、糖脂和寡糖的末端.唾液酸在自然界分布較廣，在大多數高等生物中（如哺乳類、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類等）和部分低等生物（如大腸桿菌、沙門氏菌、水泡性口炎病毒、渦蟲）中均已發現唾液酸的存在，甚至從六億年前前寒武紀就進化至今的棘皮動物（如：海星、海膽等）中也獲得了唾液酸，因此證明唾液酸是生物進化史上比較古老的一類糖蛋白。隨著進化等級的降低生物體內含有唾液酸的可能性減小，細菌、病毒等低等生物中僅少數種類中發現唾液酸的存在且含量較低，而高等生物尤其是脊椎動物體內普遍含有唾液酸并且種類較為豐富，主要吸附于細胞表面和神經組織中。目前植物中尚未發現唾液酸.
2 唾液酸識別蛋白的種類
唾液酸之所以能與后口動物一同進化 5 億多年，必然有其特定的功能，不僅僅是為細胞表面提供負電荷和掩飾糖基的殘鏈，隨著越來越多的能與唾液酸進行特異性結合的唾液酸識別蛋白的發現，唾液酸的生物學功效與價值也研究的更為透徹。
2.1 H因子
脊椎動物中首先被發現的唾液酸識別蛋白是補體 H 因子，可負控調補體旁路途徑，補體旁路途徑在血液循環系統血漿中始終保持活性，但其效應的擴大一直受到 H 因子的抑制，血漿中 H 因子是一種高水平表達的蛋白質。但當病原生物細胞暴露出一個補體活化面時，旁路補體途徑就會避開液相 H因子，在受到攻擊的病原體表面進行擴增，在機體先天性免疫系統中引發一連竄的反應，加速病原體的衰變。盡管補體旁路途徑的攻擊目標都處于天然雜亂的狀態,但脊椎動物白細胞表面并不會受到補體旁路途徑的攻擊，一個原因是宿主自身的漿膜上存在一類內生物種特異性控制蛋白；另一個原因是可溶性的 H 因子吸附在細胞表面起到了抑制補體旁路途徑轉化酶的形成，H 因子之所以能吸附在脊椎動物表面主要的原因是 H 因子上的陰離子粘附域能特異性識別細胞表面的唾液酸或某些硫酸粘多糖。近年來研究發現除了脊椎動物，一些生存能力較強的病原體微生物表面也含有唾液酸，同樣也能將 H 因子吸附在細胞表面以防護補體途徑的損傷效應.
2.2 選擇素
第二類被發現的唾液酸識別蛋白是選擇素，選擇素分為 E、P、L 型，它們與細胞之間的免疫性應答密切相關。早在 1985 年，Rosen S等就已經證明淋巴細胞穿過高內皮靜脈再向淋巴結“歸巢”與唾液酸配體被白細胞 L 型選擇素識別密切相關，在許多類型的白細胞上 L- 選擇素都參與表達。1989年 Johnston G 等發現血小板 P 型選擇素，它主要儲存在血小板顆粒與內皮細胞的懷布爾 - 帕拉得小體中，受到相關因子刺激時，P 型選擇素可以以最快的速度轉運到細胞表面，啟動白細胞與唾液酸配體的結合。1991 年，Tyrrell D 等發現白細胞 E 型選擇素能識別內皮細胞表面唾液酸，以此調節白細胞與活性內皮細胞的結合，但 E 選擇素不是白細胞的基礎表達物質，只有在炎癥發生時才能誘導其轉錄。三種類型的選擇素編碼基因的克隆分析表明它們具有高度同源性.
研究表明三種類型的選擇素主要通過α1-3（4）-甘露糖殘基與唾液酸上的 sialyl-LewisX（SLeX）配體進行識別，但需要對 SLeX 進行硫酸化修飾后才能實現與選擇素的結合。1993 年 Norgard-SumnichtK 等偶然發現一種多聚糖即肝素硫酸鹽也能擔當 L 和 P 型選擇素的配體，肝素硫酸鹽的高度硫酸化形式也就是肝磷脂，目前肝磷脂已被作為一種抑制選擇素與唾液酸結合的強效抑制劑在臨床上廣泛使用。
選擇素在上皮癌細胞的轉移中也扮演著重要的角色。SLeX 最早發現于一些惡性腫瘤中，其性質是一種抗原性物質，在惡性腫瘤中顯著表達，具有活性的內皮細胞上的 E 型選擇素能與表達 SLeX 的癌細胞結合致使其轉移擴散，此外，癌細胞進入血液系統也能通過 SLeX 配體與血小板和白細胞所含的選擇素結合促進其存活和擴散。
選擇素除與癌癥和炎癥反應有關外，也參與一些生理上的重要反應，例如心臟病發作與外傷性重創，當血液流動暫時性停止后再重新恢復流動時，選擇素在其中起到了重要作用，因此人們認為選擇素是預防或治療這些疾病的重要的研究對象，為診斷試劑和腫瘤抑制劑提供了一個新的研究方向。目前相關的臨床試驗正在進行.
2.3 Siglecs
細胞免疫過程中綿陽紅細胞與巨噬細胞形成玫瑰花環和細胞表面存在的唾液酸粘附素密切相關，B細胞上的抗原分子 CD22 通過識別唾液酸上的 α2-6聯接介導這一特異性結合?；蚩寺》治鲲@示 CD22和唾液酸黏附素的 N- 末端可變區（V 區）和相鄰的穩定區（C2 區）具有同源關系，說明 CD22 和唾液酸黏附素屬于同一個免疫球蛋白（Ig）- 相關蛋白家族，早已被人們熟知的與抗原分子 CD33 結合的髓磷脂 - 糖蛋白（MAG） 后期也被證實其表面也含有唾液酸依賴性黏附物.因具有相同的結構和功能，這一家族被命名為凝集素 Siglecs（sialic-acid-recognizing Ig-superfamily lectins,唾液酸識別型免疫球蛋白超基因家族凝集素）。
目前，根據一級結構的相似性和在進化上的保守性，Siglecs 分為兩個亞家族，第一個 Siglecs 亞家族成員在哺乳動物不同種屬間具有高度保守性，包括唾液酸粘附素（Siglec-1），CD22 （Siglec-2），MAG （Siglec-4）和 Siglec-15;第二個 Siglecs 亞家族成員稱 CD33 相關唾液酸結合性免疫球蛋白樣凝集素（CD33rSiglecs），其成員具有普遍同源性，位于細胞質的結構中含有一個靠近細胞膜的免疫受體酪氨酸基礎信號基序，通過不同的機制進行快速的進化，表明 CD33rSiglecs 能將唾液酸識別為自體，從而抑制免疫系統的應答.
2.4 L1CAM
另一個被報道的唾液酸識別免疫球蛋白超家族成員是 L1 細胞粘附蛋白分子（L1CAM），它在神經系統中被廣泛表達，并且涉及神經中樞的發展和功能的諸多方面。很多顯著的人類神經系統缺陷遺傳性病癥是由于 L1CAM 的突變造成的。目前，L1CAM 的唾液酸識別蛋白產物已獲得，且研究表明出現在 CD24 上的與 α2-3 連接的唾液酸具有特異性，它是細胞表面的一個糖基化大分子。與唾液酸結合性免疫球蛋白樣凝集素（Siglecs）不一樣，這個唾液酸黏附物并不屬于 Lg 區域上的任何一個部位，而是由一個纖連蛋白Ⅲ衍生而來，這個纖連蛋白Ⅲ在 L1CAM 的另外一個區域重復出現.
2.5 子宮凝集素
老鼠和人類子宮內膜內層的可溶性提取液含有一種血細胞凝集素，該凝集素是一種能與紅血球結合的蛋白質，然而紅血球并不是這類凝集素的天然配體，而是一些生物學功能尚未搞清楚的唾液酸，因此子宮凝集素與紅血球的結合受到唾液酸識別機制的調控.
2.6 精子唾液酸識別蛋白
α2-3- 唾液酸參與牛精子與卵帶透明糖蛋白結合的相關調控，精子皮層上的唾液酸識別蛋白能與卵帶唾液酸結合，促進受精卵的形成，另外從皮層釋放出來的唾液酸苷酶能將透明帶上的唾液酸移除從而阻止多精受精.
2.7 CD83
Scholler N等人研究報道免疫球蛋白 - 超家族成員 CD83 能識別唾液酸并與之結合，這是產生CD4+ T 細胞重要的前提條件，CD83 序列與 Siglecs不具有同源關系。
2.8 其它唾液酸識別蛋白
盡管研究表明大多數原核生物體內不含唾液酸，但大部分病原微生物體內仍然能產生唾液酸識別蛋白，并且這些唾液酸識別蛋白上的特異性糖鏈或其它的特異性結合體經常會發生改變，使病原微生物具有較強的變異性和生存力.另外，許多缺乏唾液酸的多細胞生物（植物、節肢動物、軟體動物等）也能表達唾液酸識別蛋白，并且能特異性的識別唾液酸分子，其產生的機制可能是唾液酸識別蛋白能首先識別入侵體內的病原體或其它物種細胞表面的唾液酸、酸性糖（如酮 - 脫氧辛糖酸），以輔助機體將其排除。目前，科研人員已將唾液酸識別蛋白廣泛的應用于對唾液酸的研究中.
3 唾液酸與唾液酸識別蛋白結合產生的生物學效應
唾液酸在許多糖和蛋白交聯調節的生理過程中起著很重要的作用。結合在糖綴合物上的唾液酸，活躍的參與細胞 - 細胞之間，細胞 - 生物大分子之間的相互作用，產生多方面的生物學效應。
3.1 介導細胞連接、促進細胞遷移
唾液酸與其識別蛋白的結合可介導細胞之間或細胞與大分子化合物之間的連接和凝聚，另外唾液酸也可刺激細胞鈣離子橋連促進細胞凝聚，同時唾液酸所攜帶的負電荷可協助離子穿過細胞膜，促進細胞之間的信息傳遞。通過唾液酸與選擇素的結合淋巴細胞可吸附到淋巴結小靜脈內皮細胞上實現“歸巢”;經唾液酸處理的紅細胞細胞間流動性與排斥作用均有所下降，這一結果說明附加的唾液酸促進紅細胞間連接；唾液酸的表達還可促進神經膠質瘤細胞在腦內的侵襲，增加腦瘤細胞的擴散性;多聚唾液酸是唾液酸單體的聚合物，它修飾的神經細胞粘附分子能促進神經突觸形成、神經前體細胞向徑向和切向遷移，并抑制神經膠質細胞的分化，因此唾液酸的存在能促進新生兒大腦的發育。
3.2 掩護病原體微生物和癌細胞逃脫宿主免疫系統攻擊
自然界中一些進化成功、感染性較強的病原微生物能表達唾液酸，逃脫宿主細胞免疫系統的識別與攻擊，這顯然是一種成功的“分子模仿”形式，依靠唾液酸的掩護，機體免疫系統對病原體做出了錯誤的判斷，導致病原體逃脫免疫系統的識別與應答;而惡性瘧原蟲裂殖子能通過入胞作用侵染紅細胞則依靠其細胞表面的唾液酸識別蛋白配體與紅細胞膜上的唾液酸結合；癌細胞表面覆蓋的唾液酸越多，與選擇素結合后，越容易逃脫免疫系統的捕獲、轉移性越強，如將癌細胞用唾液酸苷酶進行處理后，癌細胞進入生物體內不再具有侵潤性和轉移性，癌細胞逐漸解體、消亡.
3.3 增加生物體內溶液粘度與蛋白物質可塑性
唾液酸與其識別蛋白結合后可遮蔽粘蛋白上的糖鏈，一方面調節生物體液和粘蛋白的粘度，另一方面避免糖苷酶對其水解，保護蛋白質不被蛋白酶降解。脊椎動物消化道、泌尿生殖道等器官中的唾液酸與多種類型的糖蛋白配體識別并結合，起到保護、潤滑的作用。牛唾液腺中唾液酸通常密集于粘蛋白肽鏈的末端區段，再加上唾液酸本身所帶的負電荷的互斥作用使分子伸展成剛性棒狀結構。另外，在神經組織中，多聚唾液酸鏈的延伸可影響神經可塑性，參與神經系統的發育.
4 結語
唾液酸在生物機體中的生物學意義已經進行了系統的研究，獲得了有價值的研究成果。與此同時唾液酸識別蛋白也成為了值得關注的另一研究對象。糖與蛋白質之間的交聯作用一直以來都被認為是生物機體中重要的調控手段，因此深入研究唾液酸與唾液酸識別蛋白的識別過程與機理有助于對人類生理學、疾病和進化的進一步認識，為疾病的有效防治提供更可靠的理論基礎與手段。后口動物種系中唾液酸在細胞表面已經高水平表達了 5 億年，因此人們預測還有很多唾液酸識別蛋白未被發現。分離與獲得新的唾液酸識別蛋白及其天然配體的研究是分子生物學上的又一熱點。
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