镰状红细胞如何坚持血管
镰状细胞病的最常见并发症之一发生在畸形红细胞聚集,阻塞小血管,导致严重的受影响身体部位的疼痛和肿胀。
麻省理工学院的一项新研究揭示了这些事件,被称为疾患危机,出现。研究结果也只能代表一个一步能够预测什么时候可能发生这样的危机。
“这些非常痛苦的危机是不可预测的。从某种意义上说,我们理解他们为什么发生,但我们没有一个很好的方式来预测它们,“明刀说,首席研究科学家在麻省理工学院材料科学与工程系和该研究的资深作者之一。
研究人员发现,这些痛苦事件最有可能产生的不成熟的红色血细胞称,网织红细胞,这更容易坚持血管壁。
总统题名为新加坡南洋理工大学,麻省理工学院前院长工程和工程的Vannevar Bush名誉教授,也是这项研究的资深作者,发表在美国国家科学院院刊》上9月3日的一周。该论文的主要作者是麻省理工学院博士后Dimitrios Papageorgiou和前博士后萨比亚阿。
模拟血液流动
镰状细胞病的患者有一个突变基因编码的血红蛋白,蛋白质,使红细胞携带氧气。这产生畸形红细胞:圆盘形状特点,而是成为镰刀状细胞,特别是在低氧条件。病人常常患有贫血,因为异常血红蛋白不能携带氧气,以及从疾患危机,通常与阿片类药物或其他药物治疗。
,以探讨红细胞与血管疾患危机出发,研究人员建立了一个专门的微流控系统,模拟post-capillary船只,进行缺氧血从毛细血管。这些血管直径约10 - 20微米,vaso-occlusions最有可能发生的地方。
微流体系统被设计为允许研究人员控制氧气水平。他们发现当氧气很低,或者在缺氧,类似于在post-capillary船只,镰状红细胞是两到四倍卡住的血管壁比正常的氧气水平。
镰状细胞内低氧时,血红蛋白形成的纤维生长和细胞膜向外推。这些纤维还有助于细胞更加牢固地粘衬的血液船。
“几乎没有理解为什么,在缺氧,有更多的附着力,“苏雷什说。“本研究的实验提供一些关键的见解的过程和机制负责增加附着力。”
研究人员还发现,在镰状细胞病的患者,未成熟红细胞称为网织红细胞是最有可能坚持血管。这些年轻的镰状红细胞,只是从骨髓中释放出来,携带更多的细胞膜表面积比成熟红细胞,使他们能够创造更多的附着力。
“我们观察到的增长镰状血红蛋白纤维拉伸网织红细胞在几分钟之内,“Papageorgiou说。“看起来他们试图抓住更多的表面和坚持更强烈。”
病人的预测
研究者们现在希望设计一个更完整的模型结合了他们的新发现的vaso-occlusion粘附与先前的工作中,他们测量需要多长时间从镰状细胞患者血细胞变硬,使它们更有可能在小血管阻塞血液流动。并不是所有的患者镰状细胞病经验vaso-occlusion,攻击的频率可以在患者之间差异很大。麻省理工学院的研究人员希望他们的研究结果可以帮助他们找到一种方法来预测这些危机的个体病人。
“血液细胞粘附的确是一个非常复杂的过程,我们不得不开发新的模型基于这样的微流体实验。这些粘附实验和相应的模拟镰状红细胞缺氧下定量和独特,”乔治Karniadakis说,布朗大学的应用数学教授和这项研究的资深作者。
进一步探索
