揭示雷帕霉素有助治疗β-地中海贫血及其作用机制
来源/作者:生物谷  日期:2019-09-06

根据世界卫生组织(WHO)的统计,镰状细胞病和β-地中海贫血每年在世界范围内共影响33.2万人怀孕或分娩。这两种疾病都涉及β珠蛋白编码基因发生突变。在β-地中海贫血中,突变阻止红细胞产生足够多的携氧血红蛋白分子,从而导致贫血。在镰状细胞病中,突变导致血红蛋白改变形状,使得红细胞变形为僵硬的“镰刀”形状,从而阻塞血管。

作为一种由成年血红蛋白(adult hemoglobin)的β-珠蛋白亚基突变引起的遗传性疾病,β-地中海贫血的病理后果是由两个问题引起的。第一个问题是身体缺乏能够运输氧气的成年血红蛋白,第二个问题是过量的α-珠蛋白亚基的累积会在细胞内形成沉淀物,这会损害红细胞成熟和活力,并因而进一步损害体内的氧气输送。

尽管蛋白质量控制系统通过降解有毒的游离α-球蛋白减轻β-地中海贫血的病理生理学,但是人们其中的相关机制知之甚少。

在一项新的研究中,来自美国和意大利的研究人员在β-地中海贫血小鼠模型和来自β-地中海贫血的细胞中发现自噬激活激酶ULK1在清除累积的α-珠蛋白中起关键作用。他们还发现ULK1缺乏会降低对红细胞前体细胞中的α-珠蛋白的自噬清除,并加剧这种疾病的表型,然而让经典自噬相关基因5(Atg5)失活仅产生相对较小的影响。相关研究结果发表在2019年8月21日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“The autophagy-activating kinase ULK1 mediates clearance of free α-globin in β-thalassemia ”。

利用mTORC1抑制剂雷帕霉素进行全身治疗可通过激活ULK1依赖性的自噬通路促进累积的α-珠蛋白清除并减轻β-地中海贫血小鼠模型中的病状。类似地,雷帕霉素减少源自β-地中海贫血患者CD34+细胞的成红血细胞(erythroblast,也称为红血球母细胞,幼红细胞)中的游离α-珠蛋白积累。

由此可见,这些研究结果确定了一种减轻β-地中海贫血的药物调节通路。

【关键词】血红蛋白 贫血