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PNAS 揭示鐮狀紅細(xì)胞如何粘附血管

2018-09-10 09:54來源：生物谷

聚合、粘附以及動(dòng)態(tài)變化是鐮狀細(xì)胞貧血癥（sickle cell disease，SCD）的特點(diǎn)，但是迄今為止的相關(guān)研究都是單獨(dú)研究這些特點(diǎn)。而近日來自MIT、布朗大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的科學(xué)家們研究了血管阻塞危機(jī)背后的關(guān)于人紅細(xì)胞（RBC）中缺氧鐮狀血紅蛋白的粘附和聚合的協(xié)同效應(yīng)。


為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，研究人員開發(fā)了一種特殊的乏氧微流控平臺來測試8個(gè)SCD病人的血液樣品，這個(gè)平臺能夠在體外誘導(dǎo)鐮刀狀以及非鐮刀狀RBCs。此外，研究人員通過耗散粒子動(dòng)力學(xué)方法對細(xì)胞粘附和生物流變學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)的分子水平的計(jì)算機(jī)模擬，以此補(bǔ)充上述平臺的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。


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


研究人員發(fā)現(xiàn)缺氧會顯著增強(qiáng)鐮狀RBS粘附；HbS聚合會增強(qiáng)SRs和SMEs階段的鐮狀細(xì)胞粘附，但是對ISCs階段的細(xì)胞無影響；SRs表現(xiàn)出獨(dú)特的粘附動(dòng)力學(xué)，從細(xì)胞表面向外生長的HbS纖維投射產(chǎn)生了多個(gè)粘附位點(diǎn)；聚合會刺激粘附，反之亦然，因此促使了兩個(gè)過程的雙向耦合。


這些發(fā)現(xiàn)為導(dǎo)致血管閉塞危機(jī)的可能機(jī)制帶來了新見解。這些結(jié)果還闡明了閉塞發(fā)生的基礎(chǔ)過程，這個(gè)過程可能會涉及循環(huán)網(wǎng)織細(xì)胞，而循環(huán)網(wǎng)織細(xì)胞由于強(qiáng)大的代償性紅細(xì)胞的生成，網(wǎng)織細(xì)胞在溶血性貧血中更為豐富。