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美籍華人科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人類血紅細(xì)胞的變形機(jī)制
閱讀：421 發(fā)布時(shí)間：2011-1-25美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)李巨研究小組在分子層面上設(shè)計(jì)一種模型,，能夠描述血紅細(xì)胞是如何從正常的扁圓形縮成子彈形，穿過(guò)比它們的正常直徑還小的血管,。該研究結(jié)果在線發(fā)表在3月12日的《美國(guó)科學(xué)院院刊》上,。
研究血紅細(xì)胞如何從柔軟的物體變成幾乎液化的形態(tài)，能夠幫助科學(xué)家們更好地了解瘧疾,、鐮狀細(xì)胞貧血癥以及球形紅細(xì)胞貧血癥等。
人類血紅細(xì)胞在其4個(gè)月的生命中,，要成百萬(wàn)次地?cái)D過(guò)細(xì)小的毛細(xì)血管，以便輸送氧氣,，運(yùn)走二氧化碳等廢物,。這是生命必需的過(guò)程。血紅細(xì)胞的直徑約為8微米,，它們?cè)诹鲃?dòng)過(guò)程中,，常常穿過(guò)直徑只有2微米的血管,。血紅細(xì)胞會(huì)拉長(zhǎng)成子彈形狀,，然后在穿過(guò)血管后,，恢復(fù)成本來(lái)的扁圓形,。
李巨研究小組設(shè)計(jì)的這種模型顯示,，血紅細(xì)胞的細(xì)胞骨架在這個(gè)變形過(guò)程中起到了重要作用。每個(gè)血紅細(xì)胞都有一個(gè)細(xì)胞骨架,，它由一種名為“血影蛋白”的蛋白分子構(gòu)成，以一種類似毛刷的結(jié)構(gòu)附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè),。當(dāng)這層蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的鍵接破裂，或者這層結(jié)構(gòu)與細(xì)胞膜之間的附著破裂,，細(xì)胞就會(huì)變得更加柔軟,，從而能夠穿過(guò)狹窄的通道,。
研究人員發(fā)現(xiàn)這種變化或者是由于兩個(gè)血影蛋白分子之間的鍵被斷開(kāi),，或者是由于血影蛋白與一種細(xì)胞膜中的肌動(dòng)蛋白的鍵被斷開(kāi)。而加諸機(jī)械力（如擠壓或者切斷）或者化學(xué)能（如ATP）,，都足以斷開(kāi)這些化學(xué)鍵，進(jìn)而引起細(xì)胞骨架的變形,。
研究人員將利用該模型進(jìn)一步研究幾種血液疾病,，包括瘧疾,、鐮狀細(xì)胞貧血癥以及球形紅細(xì)胞貧血癥等。在瘧疾患者中,，細(xì)胞里的寄生蟲(chóng)會(huì)改變細(xì)胞膜和細(xì)胞骨架，從而使細(xì)胞失去原有的彈性,，無(wú)法穿過(guò)血管。在鐮狀細(xì)胞貧血癥中,，紅細(xì)胞會(huì)變成鐮刀狀,，而在球形紅細(xì)胞貧血癥中，紅細(xì)胞會(huì)變成球形,，因而都無(wú)法正常地通過(guò)血管,。
李巨博士1994年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班,。2000年獲得麻省理工學(xué)院核工程技術(shù)系博士學(xué)位，之后在該系從事博士后研究工作,，2002年成為俄亥俄州立大學(xué)助理教授,。曾獲美國(guó)材料學(xué)會(huì)2006年度青年科學(xué)家獎(jiǎng)。