我们对红细胞如何发育的理解取得了突破

通过深入研究钻石-布莱克凡贫血的分子基础，科学家们发现了一个新的发现，即成熟红细胞的发育是由血细胞的最早形式(即造血(造血)干细胞)驱动的。

历史上第一次，一种叫做核糖体的细胞机器——它在身体的每个细胞中都产生蛋白质——与血液干细胞的分化有关。发表在《今日细胞》杂志上的研究结果揭示了一种潜在的治疗钻石-黑帆贫血的新方法。他们也支持波士顿儿童医院近80年的研究工作和几代科学家。

Diamond-Blackfan贫血是一种严重而罕见的先天性血液疾病-它是由波士顿儿童医学博士Louis Diamond和医学博士Kenneth Blackfan在1938年首次描述的。这种疾病会破坏红细胞的产生，影响全身的氧气输送，导致贫血。40年前，波士顿儿童医学博士大卫内森(David Nathan)确定，这种疾病特别影响血液干细胞变成成熟红细胞的方式。

然后，近30年前，波士顿儿童医学博士斯图尔特奥金(Stuart Orkin)发现，一种名叫GATA1的蛋白质是血红蛋白产生的关键因素，血红蛋白是红细胞中负责氧气运输的必需蛋白质。有趣的是，近年来，遗传分析表明，钻石黑粉病患者的一些突变阻碍了正常的GATA1产生。

现在，这个谜题的最后一部分——分子水平上钻石-黑帆贫血的成因以及核糖体和GATA1是如何参与的——终于被波士顿儿童科学界的另一名成员、新细胞论文的高级作者Vijay Sankaran博士解决了。

“这种疾病如何起作用的大部分历史都是在波士顿儿童医院写的，”血液学家/肿瘤学家兼Dana-Farber/波士顿儿童癌症和血液中心的首席研究员Sankaran说。“现在，我们可以进入下一个研究时代——我们能做些什么来治疗它。”

从自然错误中学习。

之前的研究发现，很多戴蒙德-布莱克凡贫血患者的核糖体蛋白基因发生了突变。但问题仍然存在：这些突变与GATA1有关吗，为什么它们只损害红细胞的成熟？在Diamond-Blackfan中，尽管核糖体蛋白或GATA1基因发生了突变，但其他成熟血细胞——如血小板、T细胞和B细胞——仍然表现良好。

“核糖体蛋白突变是否会改变核糖体的组成或数量是有争议的，”桑卡兰说。“我们现在知道是后者。”

通过仔细检查来自Diamond-Blackfan贫血患者的人类细胞样本，Sankaran和他的合作者团队发现，血细胞前体中核糖体的数量直接影响它们产生有效水平的GATA1的能力，如果你记得的话，这需要产生血红蛋白和红细胞。

现在，终于将所有片段绑定在一起，桑卡兰和他的团队清楚地发现，核糖体数量的减少会削弱血液干细胞中GATA1蛋白的输出，从而削弱它们向成熟红细胞的分化。

基因治疗的机会

他们的发现支持了早期血液干细胞中GATA1蛋白的存在有助于它们分化为红细胞的假设。如果没有足够的核糖体来产生足够的GATA1蛋白，这些早期细胞根本不会接收到变成红细胞的信号。

“这提出了一个问题，我们是否可以设计一种基因疗法来克服GATA1缺乏，”桑卡兰说。“我们现在对这种方法很感兴趣，相信可以做到。”

虽然来自匹配捐赠者的骨髓移植可以治疗钻石-布莱克凡贫血，但桑卡兰说，基因治疗将是有益的，因为它将使用患者自己的工程细胞，并避免与移植物抗宿主病相关的危险风险。

“我认为，只要我们仔细观察自己的病人，我们就可以了解发育生物学，”桑卡兰说。“遗传错误可以让我们有机会挑出复杂的健康状况，并发现它们的相互关系。”

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