发布日期: 2024年09月23日
来源:AAAS
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红细胞是人体内最丰富的细胞。人们早就知道,当红细胞分解或因出血而发生贫血时,促红细胞生成素(EPO)激素增加,导致未成熟细胞(红细胞)增殖,最终成为红细胞,从而恢复红细胞计数。然而,更原始的“造血干细胞”如何对严重的贫血作出反应在很大程度上尚不清楚。造血干细胞有能力产生所有类型的血细胞,但缺乏促红细胞生成素受体,这表明一种尚未确定的机制必须帮助红细胞恢复。
为了研究这一点,研究小组使用破坏红细胞的药物(苯基肼)或血液提取(静脉切开术)诱导小鼠急性贫血,然后分析骨髓中造血干细胞的变化,并探索这些变化是如何诱导的。
研究发现,急性贫血诱导后,造血干细胞立即开始增殖。此外,与其他血细胞相比,贫血小鼠的造血干细胞产生了更多的红细胞,这种反应在正常小鼠中没有出现。由于造血干细胞对促红细胞生成素没有反应,研究人员进行了遗传分析,以确定是什么触发了这些细胞的变化。研究发现,与脂质代谢相关的基因在贫血发作后不久就被激活,特别是极低密度脂蛋白受体(VLDL受体,VLDLR)的功能增强。
该研究还区分了两种类型的造血干细胞:高表达VLDLR的(VLDLRhigh造血干细胞)和低表达VLDLR的(VLDLRlow造血干细胞)。VLDLRhigh的造血干细胞更容易产生红细胞。对贫血小鼠骨髓脂质及相关蛋白的分析表明,尽管VLDL水平下降,但载脂蛋白E (ApoE)- VLDL的组成部分-迅速升高。在缺乏ApoE的转基因小鼠中,造血干细胞在贫血反应中没有表现出红细胞的增加。
进一步的遗传功能分析表明,当ApoE作用于VLDLRhigh造血干细胞时,Erg基因的活性被削弱,而Erg基因有助于维持干细胞的能力并阻止其分化为其他细胞。有趣的是,给药合成ApoE或抑制Erg活性使健康小鼠的造血干细胞更容易产生红细胞。这些发现表明,在急性贫血的反应中,ApoE从VLDL中释放,并特异性地靶向VLDLRhigh的造血干细胞,促进其产生更多红细胞的能力。
鉴于这些结果的意义,它们可能会导致治疗贫血的创新方法。虽然促红细胞生成素已经被用作治疗贫血的药物,但一些患者对它的反应较低。此外,目前治疗贫血的方法,包括补铁和输血,可能导致铁在体内沉积,潜在地引起其他健康问题。这项研究的发现揭示了一种不同于先前已知途径的红细胞生成的新机制,并可能为开发对常规治疗没有充分反应的严重贫血患者的新治疗方法铺平道路。
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