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β- 地中海贫血和镰状细胞贫血（SCA）患者中，羟基脲可提升 HbF 水平，但其机制不明。研究人员探究相关 miRNA，发现 59 个差异表达的 miRNA，明确其与 HbF 及 γ- 珠蛋白基因的关联。该研究为疾病治疗策略提供新思路。
在血液疾病的世界里，β- 地中海贫血和镰状细胞贫血（SCA）是两颗 “毒瘤”，严重威胁着全球众多患者的健康。β- 地中海贫血是由于血红蛋白四聚体的 β 链合成减少（β?）或缺失（β?）所致，红细胞前体中 β 珠蛋白链的减少或缺失，会让游离的 α 链沉淀，如同在细胞内 “捣乱”，破坏细胞膜，引发无效造血 。而镰状细胞贫血，其异常的镰刀状红细胞就像一个个 “小刺头”，扰乱小血管，导致血管阻塞、组织缺血和炎症，还会造成器官损伤，甚至让患者过早离世。
HbF（胎儿血红蛋白）本是胎儿时期的主要血红蛋白，出生后它的水平会下降，被成人血红蛋白取代。但神奇的是，在 β- 地中海贫血等疾病中，HbF 水平升高却能减轻患者的临床症状，让他们不再那么依赖输血。这就像黑暗中的一丝曙光，让人们看到了治疗这些疾病的希望 —— 如果能找到提升 HbF 浓度的方法，或许就能缓解患者的痛苦。羟基脲作为一种抗代谢药物，已被证实能增加胎儿血红蛋白水平，改善 SCD 患者的临床状况，可它背后的具体机制却像一团迷雾，让科研人员困惑不已。
与此同时，微小核糖核酸（miRNA）这种小 RNA 分子逐渐进入人们的视野。它就像细胞内的 “小管家”，能与靶 RNA 结合，影响 mRNA 的降解或翻译，在珠蛋白转换和红细胞特异性转录调节中可能发挥着重要作用。之前已有研究发现 miRNA 与 HbF 的调节存在关联，这更加激发了科研人员的好奇心：那些在羟基脲治疗过程中发挥作用的 miRNA 究竟是什么？它们又是如何影响 HbF 的呢？
为了解开这些谜团，来自未知研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Annals of Hematology》上，为我们带来了新的希望。
研究人员运用了多种关键技术方法。他们招募了 150 名患者（包括 50 名重型 β- 地中海贫血、50 名中间型 β- 地中海贫血和 50 名镰状细胞贫血患者）以及 50 名年龄和性别匹配的对照者 。从患者外周血单核细胞中分离出 CD71?网织红细胞并提取 miRNA，利用包含 754 种 miRNA 的微阵列进行分析，还定制了 miRNA 芯片。同时，借助生物信息学工具预测 miRNA 的靶基因，并通过体外转染在患者的成红细胞和 K562 细胞中进行功能验证。
研究结果
- 血液学和临床评估：研究发现，中间型 β- 地中海贫血和镰状细胞贫血患者在接受羟基脲治疗 3 个月和 6 个月后，HbF 百分比显著升高。通过对 β- 地中海贫血患者进行基因变异分析，发现 IVS 1–5（G→C）是常见变异。而且，重型 β- 地中海贫血患者的临床严重程度评分高于中间型，镰状细胞贫血患者中，HbF 水平低于 20.55% 的患者平均严重程度评分更高。
- miRNA 微阵列表达研究：在中间型 β- 地中海贫血患者中，全球 miRNA 微阵列分析显示，基线和羟基脲治疗 3 个月、6 个月后，有 59 种 miRNA 表达存在差异。其中 42 种在基线时表达高于对照组，治疗后表达进一步升高；17 种在基线时表达高于对照组，但治疗后表达下调。基于此，研究人员设计了定制的 miRNA 微阵列面板，在更多患者组中进行研究。
- miRNA 表达对 HbF 水平和 HBG2 基因表达的影响：混合模型分析表明，在所有患者组中，治疗期间 miRNA 的表达与 HbF 水平和 HBG2 基因表达存在关联。12 种 miRNA（如 miR-484、miR-15a 等）与 HbF 和 HBG2 基因表达呈正相关，3 种 miRNA（如 miR-105、miR-190 等）呈负相关。
- miRNA 靶基因预测和验证：通过生物信息学工具预测，发现与 HbF 水平和 HBG2 基因表达相关的 15 种 miRNA 的常见靶基因包括 BCL11A、MYB、KLF1 和 GATA1。在 SCA 患者来源的成红细胞和 K562 细胞中进行转染实验验证，结果显示，与 HbF 和 γ- 珠蛋白正相关的 miRNA 转染后，γ- 珠蛋白表达增加；负相关的 miRNA 转染后，γ- 珠蛋白表达降低。
- miRNA - 靶基因网络和通路：利用 miRNet 网络工具构建 15 种 miRNA 与其靶基因的相互作用网络，发现 miR-15a 的节点度最高。miRNA 及其靶基因在红细胞生成、细胞周期调节、mTOR、JAK 和 STAT 信号通路等途径中富集。
研究结论与讨论
这项研究揭示了在血红蛋白病患者的 CD71?网织红细胞中，miRNA 在基线和羟基脲治疗后的差异表达情况，并建立了它们与 HbF 和 γ- 珠蛋白表达的相关性。研究人员识别出特定的 miRNA，它们通过调节 BCL11A、MYB、KLF1 和 GATA1 等基因来调控 γ- 珠蛋白基因。这一发现为深入了解 miRNA 介导的红细胞生成和 HbF 调节通路提供了新视角，为开发治疗血红蛋白病的新策略奠定了基础。
不过，该研究也存在一些局限性，比如缺乏蛋白质数据来验证 mRNA 水平的发现，且未使用空载体 / 模拟转染或 miRNA 乱序对照来排除转染的非特异性影响 。但这并不影响其重要意义，它就像一把钥匙，为后续研究打开了新的大门，激励着科研人员继续探索，寻找更有效的治疗血液疾病的方法，为全球众多患者带来康复的希望。
