研究背景

紅細胞是人體中最豐富的細胞類型之一，負責運輸(http://www.weberwork.com/sell/l_19/)氧氣至全身各處。然而，成熟的紅細胞缺乏線粒體等細胞器，這引發(fā)了關于它們如何滿足自身代謝需求的問題。圣裘德兒童醫(yī)院徐劍教授團隊在《Science》期刊上發(fā)表的研究論文“A Glutamine metabolic SwIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)ch Supports Erythropoiesis”中，揭示了谷氨酰胺代謝在紅細胞生成中的關鍵作用，并為治療β-地中海貧血和鐮狀細胞病等紅細胞疾病提供了新的視角。

 

 主要發(fā)現(xiàn)

- **谷氨酰胺代謝的階段變化**：研究團隊觀察到，在紅細胞生成過程中，谷氨酰胺代謝經歷了一個顯著的變化。早期階段，谷氨酰胺被分解作為能量來源；而在后期階段，細胞則開始合成谷氨酰胺。

- **谷氨酰胺合成酶的作用**：紅細胞通過產生谷氨酰胺合成酶（GS）來清除血紅素生物合成過程中產生的副產物銨（NH??），從而避免氧化應激。這種酶將谷氨酸與銨結合生成谷氨酰胺。

- **紅細胞疾病的代謝缺陷**：在β-地中海貧血等疾病中，谷氨酰胺從分解到合成的代謝轉化受損，導致谷氨酸和銨水平升高，而谷氨酰胺水平下降。研究指出，這是由于谷氨酰胺合成酶的氧化失活所致。

- **潛在治療途徑**：通過增加谷氨酰胺合成酶的表達或活性，可以恢復正常的代謝過程，從而改善β-地中海貧血的癥狀。

- **藥物機制的新見解**：研究還發(fā)現(xiàn)，用于治療貧血的藥物羅特西普（Luspatercept）可能通過提高谷氨酰胺水平來發(fā)揮其療效。此外，L-谷氨酰胺補充劑可能通過修復谷氨酰胺合成酶的功能來緩解鐮狀細胞病的癥狀。

 

  臨床意義

- **治療策略**：這項研究為β-地中海貧血和其他紅細胞疾病的治療開辟了新的路徑，特別是通過調節(jié)谷氨酰胺代謝。

- **生物標志物**：谷氨酰胺與谷氨酸的比值可作為一種評估紅細胞疾病治療效果的有效生物標志物。

 

  結論

該研究不僅闡明了谷氨酰胺代謝在紅細胞成熟中的重要性，而且提出了利用這一代謝適應來減輕紅細胞疾病癥狀的可能性。這些發(fā)現(xiàn)對于理解紅細胞生物學以及開發(fā)針對紅細胞相關疾病的新型治療方法具有重要意義。隨著進一步的研究，科學家們有望開發(fā)出更加精準有效的治療方案，以改善患者的生活質量。