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2019-07-26 16:19:47

新研究发现了一种生物转换 它可以影响未成熟的血细胞是否会发展成红细胞

日本科学家已经发现了一种生物学“转换”,它可以影响未成熟的血细胞是否会发展成红细胞或称为骨髓细胞的白细胞亚型,以应对体内感染或炎症。

他们的研究结果于9月24日在Nature Immunology上发表。

导致未成熟血细胞分化成红细胞或白细胞以响应环境诱因的机制仍然难以捉摸,更清晰的理解可以为治疗骨髓和血液疾病提供治疗靶点,例如由感染,炎症和血癌引起的贫血症。

根据环境因素,未成熟的血细胞可分化为红细胞或不同类型的白细胞。例如,感染可能引发白细胞的形成,其主要作用是对抗疾病;但这会导致更少的红细胞形成,这可能导致感染/炎症的贫血。

此外,通过产生更多的白细胞,身体能够消除引起感染的病原体,同时抑制红细胞的产生限制了病原体生长所需的铁的可用性,从而防止它们繁殖。减少红细胞的数量也可以防止它们被疟疾等病原体作为目标。

然而,由于红细胞负责在身体周围输送氧气,任何形式的贫血都会减少携带到身体其他部位的氧气量,导致症状包括呼吸短促,疲劳,头晕和虚弱。这些症状也与骨髓增生异常综合征有关,这是一种由骨髓功能障碍引起的疾病 - 所有血细胞形成的工厂 - 导致健康的血细胞不足。

使用称为双敲除(DKO)的遗传技术,克隆了两个基因,使它们无功能,科学家们在小鼠中靶向Bach1和Bach2转录因子蛋白。转录因子是通过根据某些刺激打开或关闭基因来控制细胞中基因表达的蛋白质。他们发现DKO小鼠的红细胞生成无效,导致他们得出结论,感染刺激巴赫因子的表达减少,这可能导致感染/炎症贫血的发展。

根据日本仙台东北大学医学研究院生物化学系和血液学和风湿病学系的主要作者Hiroki Kato的说法,转录因子Bach1和Bach2通过抑制白细胞支持红细胞的形成在正常(健康)状态下形成。抑制DKO小鼠中的Bach1和Bach2诱导白细胞血细胞的形成,代价是产生红细胞和另一种称为淋巴细胞的白细胞。

“我们的观察结果表明,抑制巴赫因子会导致感染/炎症贫血的发展,并出现骨髓增生异常综合征的症状,”加藤说,并补充说“巴赫因子因此可能成为难治性贫血的新治疗靶点”,正常血液由于这些疾病,骨髓中的细胞产生被破坏。

这项研究和之前的研究结果表明,巴赫因子在血液形成中起多重作用,如支持未成熟血细胞形成红细胞和淋巴细胞,以及成熟细胞水平下免疫细胞的发育和反应,加藤说。

“这些事实表明,巴赫因素可以作为控制稳定状态以及血细胞形成的紧急状态的'转换',”Kato解释说。“我们希望通过研究巴赫因子的作用来揭示稳态和紧急状态之间切换系统的基本机制。”

共同作者,东北大学生物化学系和规范表观基因组与疾病研究中心的科学家Kazuhiko Igarashi表示,血细胞形成的原理:是或不是白色骨髓细胞,受到网络的调节。转录因子 - 通过与特定DNA序列结合来控制遗传信息从DNA转录到信使RNA的速率的蛋白质。

“细胞似乎通过染色质的非遗传修饰来稳定它们的基因表达状态,从而稳定它们的身份,”Igarashi说。了解转录因子网络如何在其靶基因上部署非遗传调节因子对于了解疾病的根本原因和症状非常重要。“最终,我们需要了解这些调节因子的动态行为,这是由信号级联和单个细胞水平的内在波动造成的,”Igarashi说。“这些研究将导致对细胞命运决定和疾病病理学的理解。”

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