PNAS 揭示鐮狀紅細胞如何粘附血管

聚合、粘附以及動態變化是鐮狀細胞貧血症（sickle cell disease，SCD）的特點，但是迄今為止的相關研究都是單獨研究這些特點。而近日來自MIT、布朗大學和匹茲堡大學的科學家們研究了血管阻塞危機背後的關於人紅細胞（RBC）中缺氧鐮狀血紅蛋白的粘附和聚合的協同效應。

圖片來源：PNAS

為了實現這個目的，研究人員開發了一種特殊的乏氧微流控平台來測試8個SCD病人的血液樣品，這個平台能夠在體外誘導鐮刀狀以及非鐮刀狀RBCs。此外，研究人員通過耗散粒子動力學方法對細胞粘附和生物流變學進行了詳細的分子水平的計算機模擬，以此補充上述平台的實驗結果。

通過使用影像分析技術，研究人員對鐮刀狀RBC在缺氧條件下的成熟階段（血液循環中的鐮狀網織紅細胞，SRs——成熟的鐮狀紅細胞，SMEs——不可逆的鐮狀細胞，ISCs）的粘附敏感性進行了分析。

研究人員發現缺氧會顯著增強鐮狀RBS粘附；HbS聚合會增強SRs和SMEs階段的鐮狀細胞粘附，但是對ISCs階段的細胞無影響；SRs表現出獨特的粘附動力學，從細胞表面向外生長的HbS纖維投射產生了多個粘附位點；聚合會刺激粘附，反之亦然，因此促使了兩個過程的雙向耦合。

這些發現為導致血管閉塞危機的可能機制帶來了新見解。這些結果還闡明了閉塞發生的基礎過程，這個過程可能會涉及循環網織細胞，而循環網織細胞由於強大的代償性紅細胞的生成，網織細胞在溶血性貧血中更為豐富。 （生物谷Bioon.com）

參考資料：

Dimitrios P. Papageorgiou el al., "Simultaneous polymerization and adhesion under hypoxia in sickle cell disease," PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1807405115

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