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解释者:有一天科学可以治愈镰状细胞贫血症

<p>影响我们血细胞血红蛋白的基因突变是所有突变中最常见的突变据估计世界上约有5%的人群携带有缺陷的珠蛋白基因血红蛋白是红细胞中从肺部吸收氧气和运输的分子</p><p>它在整个身体到其他组织我们可以容忍珠蛋白基因中的单个突变但是当个体遗传两个突变体拷贝 - 一个来自他们的母亲,一个来自他们的父亲 - 他们可能患有遗传性疾病,如镰状细胞性贫血或地中海贫血</p><p>受影响的人生活在发展中国家,因此治疗这些疾病的挑战非常大但为什么珠蛋白突变如此常见,哪种治疗方法可能</p><p>关于突变普遍性的谜团通过考虑地理位置来解决比较受疟疾影响的地区与血液疾病常见的地区显示两个区域重叠因此我们发现血液突变在非洲,中东,东南亚和中部普遍存在美国它们在地中海地区也很常见,这个地区今天不受疟疾影响,但它们携带蚊子和它们传播的寄生虫直到相对最近在北美镰状细胞性贫血和地中海贫血在非洲裔美国人中很常见疟疾与疟疾之间的联系</p><p>突变可能导致我们提出缺陷防止疟疾不幸的是,具有两个突变珠蛋白基因的个体不受保护并且可能特别容易受到疟疾的影响但是那些具有一个良好拷贝和一个突变体拷贝,确实可以享受一些抗性机制可能根据具体的突变而变化,但一般来说似乎有一个突变体globin使血细胞更脆弱,血液中寄生虫的存活量减少,因此症状和死亡率降低</p><p>在进化过程中,在你的基因组中有一个突变的珠蛋白基因是有益的 - 所以这些突变已经过了几代人但是如果你有两个有缺陷的副本就不好了,那么红细胞往往会非常脆弱,可能会导致贫血</p><p>更糟的是,受损血细胞释放的铁可能会累积到毒性水平,而细胞碎片可能会阻塞微小称为毛细血管的血管影响珠蛋白基因的最常见突变被称为镰状细胞突变这也是有史以来第一个被理解的人类突变1957年Vernon Ingram及其同事表明,在珠蛋白链的第六位置取代谷氨酸对于另一种残留物,缬氨酸导致镰状细胞性贫血这种简单的改变产生了一种突变的珠蛋白分子其他珠蛋白链形成一个固体聚集体,使红细胞脆弱在低氧条件下,红细胞失去了它们的甜甜圈形状,看起来像细长的镰刀,因此疾病的名称其他常见的突变涉及整个珠蛋白基因缺失珠蛋白基因生物学复杂的血红蛋白分子实际上由两个α链和两个β链组成在α或β基因缺失可导致链失衡和一种称为地中海贫血的特殊形式的贫血症在β-地中海贫血中它被认为是多余的α链损害红细胞,而不是血红蛋白分子全部短缺镰状细胞贫血和地中海贫血有多种治疗方法一种治疗方法是输血 - 加入新鲜血液来代替脆弱和受损的血液这种治疗方法很重要,但显然它不会去除可导致严重症状的细胞碎片和铁的毒性水平oms所以研究人员正在寻找实际修复有缺陷的红细胞的方法一种方法是基因治疗这个想法是将一个新的珠蛋白基因引入红细胞,或者因为它们没有细胞核而且是短寿命的,进入它们的祖细胞,血液干细胞这种方法至少在一个例子中起作用,但事实证明很难获得所需的珠蛋白生成水平,并且大量基因治疗病毒的产生极其昂贵最激动人心的新方法之一来自于研究天然存在的珠蛋白突变发现少数具有严重珠蛋白突变的家族仅表现出轻微的症状 他们结果在另一个基因中携带额外的补偿突变,一个叫做胎儿珠蛋白的超级珠蛋白胎儿珠蛋白非常紧密地结合氧气,并允许婴儿从母亲的血液中夺取氧气</p><p>胎儿珠蛋白基因在子宫内表达,但在不久之后自然关闭我们出生在一些在其控制区域发生突变的家庭中,胎儿珠蛋白在整个生命过程中保持不变通常情况下这并不明显 - 令人惊讶的是它甚至似乎不会干扰正常妊娠 - 但是如果一个人碰巧有成人珠蛋白基因这个超级珠蛋白可以接管它可以弥补珠蛋白的不足,甚至可以很好地结合过量的毒性α珠蛋白大约30年前,研究人员开始询问我们是否可以在患有镰状细胞性贫血的患者中开启超级珠蛋白基因</p><p>地中海贫血值得注意的是,有几种化学物质可以刺激血细胞产生这种超级球蛋白 - 羟基脲可能是最广泛使用它和它和其他药剂运作的机制仍然存在争议它可能直接打开胎儿珠蛋白基因,或者它可能损害血细胞并引发涉及超级珠蛋白生产的紧急反应寻找新的药剂针对胎儿珠蛋白基因本身,将其打开并且仅打开,继续最近的进展来自于通过全基因组关联研究(GWAS)观察正常人群中胎儿珠蛋白的变化</p><p>发现胎儿特别高的个体珠蛋白具有调节基因的变异,称为BCL11A</p><p>该基因编码特异性抑制胎儿珠蛋白表达的DNA结合蛋白现在已经开始通过RNA沉默,基因组编辑或化学试剂来抑制红细胞祖细胞中的BCL11A活性</p><p>如果可以这样做,至少在理论上,它将为这些常见的遗传疾病提供治疗希望每个人都可以使用并且永远都是可用的最重要的是,

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