聚合、粘附以及动态变化是镰状细胞贫血症（sickle cell disease，SCD）的特点，但是迄今为止的相关研究都是单独研究这些特点。而近日来自MIT、布朗大学和匹兹堡大学的科学家们研究了血管阻塞危机背后的关于人红细胞（RBC）中缺氧镰状血红蛋白的粘附和聚合的协同效应。
图片来源：PNAS
为了实现这个目的，研究人员开发了一种特殊的乏氧微流控平台来测试8个SCD病人的血液样品，这个平台能够在体外诱导镰刀状以及非镰刀状RBCs。此外，研究人员通过耗散粒子动力学方法对细胞粘附和生物流变学进行了详细的分子水平的计算机模拟，以此补充上述平台的实验结果。
通过使用影像分析技术，研究人员对镰刀状RBC在缺氧条件下的成熟阶段（血液循环中的镰状网织红细胞，SRs——成熟的镰状红细胞，SMEs——不可逆的镰状细胞，ISCs）的粘附敏感性进行了分析。
研究人员发现缺氧会显著增强镰状RBS粘附；HbS聚合会增强SRs和SMEs阶段的镰状细胞粘附，但是对ISCs阶段的细胞无影响；SRs表现出独特的粘附动力学，从细胞表面向外生长的HbS纤维投射产生了多个粘附位点；聚合会刺激粘附，反之亦然，因此促使了两个过程的双向耦合。
这些发现为导致血管闭塞危机的可能机制带来了新见解。这些结果还阐明了闭塞发生的基础过程，这个过程可能会涉及循环网织细胞，而循环网织细胞由于强大的代偿性红细胞的生成，网织细胞在溶血性贫血中更为丰富。
参考资料：
Dimitrios P. Papageorgiou el al., “Simultaneous polymerization and adhesion under hypoxia in sickle cell disease,” PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1807405115
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