科學(xué)家們改變了紅細(xì)胞中一些關(guān)鍵的生物事件，使得細(xì)胞生成了新生兒期之后通常缺乏的一種血紅蛋白（hemoglobin）形式。由于這種血紅蛋白不受導(dǎo)致鐮狀細(xì)胞病（SCD）的遺傳基因突變的影響，有關(guān)這些細(xì)胞培養(yǎng)物的研究發(fā)現(xiàn)將促成一種新的方法來(lái)治療這一令人虛弱的血液疾病。

采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這種新方法迫使染色質(zhì)絲變成了一些環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在特異位點(diǎn)與DNA接觸，優(yōu)先激活了調(diào)控血紅蛋白的一些基因。研究負(fù)責(zé)人、費(fèi)城兒童醫(yī)院兒科血液學(xué)教授Gerd A. Blobel博士說(shuō)：“我們證實(shí)了在造血細(xì)胞中重編程基因表達(dá)的一種新方法。如果我們可以將這一方法轉(zhuǎn)化進(jìn)入到臨床，這或許會(huì)成為治療鐮狀細(xì)胞病患者的一種新療法。”

Blobel和同事們將他們的研究成果發(fā)布在了8月14日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

研究者們的這一策略其關(guān)鍵在于，一種通常發(fā)生在新生兒血液中的發(fā)育轉(zhuǎn)變。一個(gè)生物開(kāi)關(guān)沉默了生成胎兒血紅蛋白的一些基因，調(diào)控了從胎兒血紅蛋白向成人血紅蛋白轉(zhuǎn)換。對(duì)于具有SCD致病突變的患者這具有重要的影響。

胎兒血紅蛋白不會(huì)受到這種突變的影響。但隨著成人血紅蛋白開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位，當(dāng)畸形紅細(xì)胞破壞正常血液循環(huán)、堵塞血管并損傷器官之時(shí)，具有SCD突變的患者會(huì)開(kāi)始經(jīng)歷一些痛苦的，有時(shí)是致命的疾病癥狀。

血液學(xué)家們很早以前就知道，胎兒血紅蛋白升高的鐮狀細(xì)胞病患者比成人血紅蛋白升高的患者病情輕微。“這一研究發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了該領(lǐng)域的研究人員去了解，控制這一生物學(xué)開(kāi)關(guān)的一些機(jī)制的分子基礎(chǔ)，從而最終扭轉(zhuǎn)它，”Blobel說(shuō)。

在以往的研究中，Blobel利用一些生物工程技術(shù)改造鋅指蛋白，使其附著在染色體上相距甚遠(yuǎn)的一些特異DNA位點(diǎn)上。所產(chǎn)生的染色質(zhì)環(huán)向一些特異的基因傳送了調(diào)控信號(hào)。

在當(dāng)前的研究工作中，科學(xué)家們采用專門設(shè)計(jì)的鋅指蛋白翻轉(zhuǎn)了造血細(xì)胞中的這一生物學(xué)開(kāi)關(guān)，以犧牲表達(dá)成人血紅蛋白的基因?yàn)榇鷥r(jià)，重新激活了表達(dá)胎兒血紅蛋白的基因表達(dá)。

Blobel說(shuō)，下一步是將這一概念驗(yàn)證技術(shù)應(yīng)用于臨床前模型，在具有與人類患者相似的SCD表征的基因工程動(dòng)物中測(cè)試這種方法。如果這一策略能夠在動(dòng)物中糾正這種疾病，則有可能為進(jìn)入人類試驗(yàn)創(chuàng)造條件。

Blobel說(shuō)，從原理上講，這種迫使染色質(zhì)成環(huán)的方法還可以應(yīng)用于其他的血紅蛋白相關(guān)疾病，例如胎兒血紅蛋白水平升高有可能導(dǎo)致有益效應(yīng)的某些形式的地中海貧血。