Cell：80年后，科学家们发现了红细胞生成的新机制

Cell：80年后，科学家们发现了红细胞生成的新机制

2018-03-23  Flora  上海传秋生物科技有限公司  

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    通过深入研究一种罕见的先天性遗传病—先天性纯红细胞再生障碍性贫血（又称Diamond-Blckfan综合征，DBA），来自于波士顿儿童医院的科学家们找到了红细胞生成的新机制，并有望为这一罕见疾病带来新的基因疗法。

    近期，《Cell》期刊在线发表了一篇题为“Ribosome Levels Selectively Regulate Translation and Lineage Commitment in Human Hematopoiesis”的文章，*次揭示：细胞内主管蛋白质生产的“车间”—核糖体（ribosomes）与造血干细胞分化有关 联。

1、横跨80年的研究

    1938年，波士顿儿童医院的Louis Diamond博士、Kenneth Blackfan博士描述了Diamond-Blckfan综合征，这一严重、罕见的血液疾病典型的症状是贫血—红细胞生成受阻，从而影响全身的氧气输送。

    40年前，波士顿儿童医院的David Nathan博士认为，这种疾病会特异性地影响血液干细胞生成成熟红细胞的过程。此后10年，同样在波士顿儿童医院工作的Stuart Orkin博士发现一种名为GATA1的蛋白质，证实它是负责血红蛋白（hemoglobin）生成的关键因子，后者是红细胞*的蛋白。

    有意思的是，近年来，遗传分析显示，一些DBA患者携带有阻碍GATA1表达的突变基因。现在，“DBA致病机制”谜题的zui后一部分由波士顿儿童医学的科学家们揭开。

   “这一疾病在医院已有多年的研究历史。”团队负责人、血液学及肿瘤学家 Vijay Sankaran教授强调道，“现在，我们可以进入下一步——治疗。”

2、从天然的错误中找到答案

    先前的研究已经表明，许多Diamond-Blckfan综合征患者都携带有核糖体蛋白基因突变。但是问题是：这些突变与GATA1蛋白有关 联是否有关 联？为什么仅仅影响红细胞的成熟？对于DBA患者，其他血液细胞，例如血小板、T细胞和B细胞，即便同样携带突变，依然发育良好。

    “核糖体突变到底是改变其组成还是数量？这一直存在争议。” Sankaran解释道。现在，他们知道，答案是后者。

    通过分析Diamond-Blckfan综合征患者的血液细胞样本，Sankaran团队发现，血细胞前体细胞内的核糖体数量直接影响细胞有效表达GATA1蛋白（血红蛋白生成、红细胞发育的关键元素）。

    Sankaran团队终于将所有的“碎片”拼成完整的图—前体细胞内核糖体数量的减少，会遏制GATA1蛋白的表达，zui终阻止其分化生成正常的红细胞。

3、基因治疗

    新发现支持了一种假设，即造血祖细胞的GATA1蛋白有助于刺激它们分化成红细胞。如果没有足够的核糖体支撑GATA1蛋白的表达，这些祖细胞将无法启动红细胞发育的信号。

    Sankaran相信，这一结果给予了“基因治疗纠正GATA1缺陷”的机会。他们希望能够验证这一假设。尽管骨髓移植可以治疗Diamond-Blckfan综合征，但是Sankaran认为，基因治疗有一定的优势，因为它利用患者自己的细胞（经过改造），避免了移植潜在的免疫排斥风险。

    “重要的是，我们能够从患者身上找到发育生物学的秘密。遗传的错误让我们有机会解析复杂的健康机制，并从中找到关 联。” Sankaran道。