科学家发现了镰状细胞病中DNA片段如何引发炎症

这项研究发表在该杂志上血这项研究得到了美国国立卫生研究院下属的国家心肺血液研究所(NHLBI)的支持。

“这些研究结果表明，测量线粒体起源的DNA可以帮助我们更好地理解它在疼痛危机、红细胞破坏和镰状细胞病中的其他炎症事件中的作用。”NHLBI镰状细胞分支负责人Swee Lay Thein, m.b.， d.s.说。“它也可以作为疾病进展的标志，以及衡量治疗干预有效性的一种方法。”

正常情况下，红细胞在成熟时就会摆脱线粒体，因为红细胞在全身输送氧气的功能不需要线粒体提供的能量。然而，Thein和她的团队表明，镰状细胞贫血症(镰状细胞病中最常见也是最严重的一种)患者的红细胞异常保留了线粒体，这可能导致高度反应性化学分子的积聚，从而给细胞带来压力。

研究人员发现，在这种情况下，受损的线粒体DNA进入循环时，只有很少的甲基小分子，而甲基通常会附着在DNA上，帮助细胞发挥功能。线粒体DNA上异常数量的分子反过来会刺激炎症，这是镰状细胞病的一个标志。

为了进行这项研究，Thein和她的同事科学家，该研究的主要作者Laxminath Tumburu博士分析了从34名镰状细胞性贫血患者的血浆中提取的全套DNA，以及8名健康志愿者的血浆。

“当我们在镰状细胞病患者的血浆中发现更高水平的自由浮动线粒体DNA时，我们很感兴趣。”登说。“这些DNA片段比自由漂浮的核DNA片段更短，也更碎片化，众所周知，核DNA片段也会在患者的血液中漂移。”

镰状细胞病患者的自由浮动线粒体DNA比健康志愿者的血浆中发现的甲基更少。有趣的是:当患者出现疼痛危机时，其中7名患者的自由浮动线粒体DNA中的甲基甚至更少。

为了研究为什么会出现这种情况，研究人员观察了含有高水平自由浮动线粒体DNA的血浆是如何引发特定的炎症过程的。中性粒细胞是免疫系统的一部分，它们形成一种叫做中性粒细胞细胞外陷阱(net)的结构，net是免疫反应的重要组成部分，通常在细菌或病毒感染中起保护作用。

但是这些NETs的一个负面后果是，即使在没有感染的情况下，炎症也是有害的，而且通常是持续的。了解到这一点，Thein和她的团队能够通过用小分子抑制剂处理中性粒细胞来阻止net的形成。

随着对导致镰状细胞病过程的成分的进一步了解，研究人员表示，他们现在希望对靶向线粒体DNA及其刺激的炎症过程的药物进行临床前测试。

图片:几个镰状红细胞中线粒体束的扫描电子显微镜图像，显示了来自镰状细胞病患者的循环红细胞异常保留线粒体的证据。图片来源:Swee Lay Thein, NHLBI