您现在的位置是:首页 >新闻频道新闻 2019-10-08 13:59:37

发现可以为人类如何出现血红素耐受性开辟新的研究途径

大多数人都知道铁对他们的健康有多重要,但是动物和禽类科学教授Iqbal Hamza在马里兰大学(University of Maryland)从事了17年的职业生涯,主要研究铁和血红素的运输和监管。身体。随着他在eLife中的最新出版物,Hamza在哺乳动物中发现了前所未有的保护机制,以抵抗体内游离血红素的毒性-结晶形式的血红素称为血红素的产生。以前认为只有通过诸如引起疟疾的血液等摄食生物体才能产生血红素,但是观察哺乳动物中的这种保护性现象开辟了关于人类如何发生血红素耐受性以及如何将其用于血红蛋白耐受性的全新研究。不仅可以治疗疟疾和其他寄生虫感染,还可以治疗镰状细胞病等溶血性疾病。

每秒,我们的身体都会回收超过1000万亿个血红素铁,这些血红素是通过将死于红细胞的血红蛋白分解而获得的。调节血红素运输的基因在脾脏,肝脏和骨髓中高表达。专门的巨噬细胞可帮助护理和制造新的红细胞,但它们也有助于清除旧的红细胞。实际上,从年龄开始,每秒就有500万红细胞死亡。这些巨噬细胞然后帮助回收血红素铁并将其带回骨髓。这是血红素铁的回收过程,它以每秒惊人的速度发生。但是这项研究表明,突变小鼠中的主要血红素转运蛋白会阻止血红素的再循环,并且它不是致命的,而是会形成血红素。这在哺乳动物中从未见过。

血红素是血红素的结晶形式,毒性小得多,对系统的损害也小。Hamza之前曾在他的实验室中鉴定出调节血红素转运的基因(称为HRG1),首先使用了一种名为秀丽隐杆线虫的模式生物,这种无生物线虫不会像哺乳动物那样产生自己的血红素,从而使研究和追踪血红素转运更加容易在他们的体内,而不会对血红素从何而来感到困惑。然后,他在人类中发现了一个类似的基因,并希望通过将其敲除在哺乳动物中来测试其功能,以确认其在血红素运输和回收中的作用。小鼠遗传学是与美国国立卫生研究院(NIH)研究所国家人类基因组研究所(NHGRI)的遗传学和分子生物学分部高级研究员David Bodine合作进行的。

Hamza说:“血红素铁在体内的循环利用就像循环系统中恒定的水流。” “如果弄乱了一步,就可能阻塞系统并导致堆积。如果没有血红素形成,血红素的堆积将会并且应该是致命的,因为游离血红素是如此的有毒。甚至直觉上,我们也希望这些小鼠能够但是这些小鼠并没有表现出任何明显的损伤并且从外部看起来也很健康,直到现在,任何能够积累血红素的哺乳动物都因血红素有毒而死亡,那么这些动物怎么能耐受血红素呢? ” 血红素和铁的测量是与犹他大学医学院血液学系病理学教授约翰·菲利普斯(John Phillips)合作完成的。

此外,如果在小鼠中观察到这种现象,则Hamza“敢打赌”它也在人类中发生。“耐受血液的患者可能会被误认为是疟疾患者,因为当在人类受试者中发现血液zoozin时,就认为该hemozoin是由疟原虫制造的。我们直到现在为止还不知道哺乳动物可以制造自己的hemozoin。 ”。

Hamza继续说:“我敢打赌,人类的肝脏,脾脏和骨髓中一定会有含血zo的人,找到它们只是时间问题。我们的数据表明,这些人将受到血红素毒性的保护。我们拥有积极去寻找这些患者,以便我们可以研究人类中该基因的突变,因为他们的病情要比我们通常预期的要轻。”

但是寻找这些患者对于该突变的未来研究和潜在的治疗功能很重要,因为这种机制可用于减轻患有镰状细胞病或疟疾等疾病的患者。

“暂时阻断血红素转运蛋白基因应该能够克服镰状细胞和疟疾等疾病中的急性血红素毒性,这些疾病使细胞受到严重伤害,从而引起疼痛。这会在体内产生一些血红蛋白,但是动物应该生存,给它们额外的营养。是时候重新编程以应对血红素毒性了。这可能在溶血期间具有重要的治疗优势。”

除此之外,还有许多其他研究问题被提出,由于在哺乳动物中的这一发现,现在可以对其进行探索。血红蛋白如何产生以及血红素耐受性如何发生的潜在机制尚不清楚,因此能够在人体细胞中回答这些问题对于这项工作的未来至关重要。Hamza已经对这项工作产生了很大的兴趣,合作者从免疫学到寄生虫学再到神经科学再到微生物学。甚至有泌尿科医生认为这种途径在泌尿道感染中可能很重要,并希望与Hamza合作。

哈姆扎说:“这项发现非常令人兴奋,我已经接到了关于我们可以采取的所有不同方向的电话。” “很高兴看到科学界的支持,我们已经在计划在人类中寻求这种支持,以继续朝着治疗寄生虫病,溶血性疾病(如镰状细胞等)的道路发展。

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