谷氨酰胺代谢开关支持红细胞生成

　　

一项由Lyu等人领导的最新研究揭示了红细胞生成过程中的一个关键代谢适应，即谷氨酰胺合成酶（GS）的活性增强。这项研究在小鼠骨髓红系前体细胞中进行，发现谷氨酰胺合成酶的活性增强有助于消耗血红素生成过程中积累的多余铵，防止细胞损伤。研究还发现，小鼠体内谷氨酰胺合成酶的缺失引起的代谢变化与地中海贫血患者红细胞的代谢变化相似，而抗氧化剂或增强谷氨酰胺合成酶的表达可改善地中海贫血的红细胞生成缺陷。这一发现为治疗常见的红细胞疾病提供了新的代谢靶向策略。

在健康的人体中，每秒有数百万个红细胞被产生，这一过程称为红细胞生成。红细胞生成是一个复杂的生物过程，涉及多能造血干细胞（HSC）的分化和成熟，最终形成充满血红蛋白的成熟红细胞。尽管红细胞生成的许多方面已被研究，但其背后的代谢调控机制仍然不完全清楚。

Lyu等人聚焦于小鼠骨髓红系前体细胞，旨在探索红细胞生成过程中的代谢特征。研究团队发现，在红细胞成熟过程中，谷氨酰胺合成酶的活性逐渐增强，这与谷氨酰胺的丰度增加和谷氨酸丰度的减少有关。谷氨酰胺合成酶是一种关键的代谢酶，它催化谷氨酸和铵转化为谷氨酰胺，这一过程对于维持细胞内的氮平衡至关重要。

在红细胞生成过程中，血红素的生物合成会产生大量的铵，这是一种对细胞有毒的物质。研究指出，谷氨酰胺合成酶的活性增强有助于消耗这些多余的铵，从而防止细胞损伤。此外，研究还发现，小鼠体内谷氨酰胺合成酶的缺失会导致类似于地中海贫血患者红细胞的代谢变化，这是一种常见的遗传性血液疾病，其特征是红细胞生成缺陷和贫血。

地中海贫血患者的红细胞表现出谷氨酸丰度增加和谷氨酰胺与谷氨酸比值降低的特点，这与谷氨酰胺合成酶活性受损和谷氨酰胺合成缺陷一致。研究进一步发现，通过抗氧化剂或增强谷氨酰胺合成酶的表达可以改善地中海贫血的红细胞生成缺陷，这为治疗这种疾病提供了新的潜在策略。

这项研究的发现增进了我们对红细胞生成代谢调控的理解，为开发新的治疗策略提供了重要信息。通过增强谷氨酰胺合成酶的活性或减少其氧化，可能有助于改善无效红细胞生成引起的异常代谢表型，这对于治疗地中海贫血等常见红细胞疾病具有重要意义。

该研究揭示了红细胞生成中一个重要的代谢适应，即谷氨酰胺合成酶的活性增强，这对于维持红细胞的生成和功能至关重要。这一发现为未来的研究和治疗提供了新的视角和潜在靶点。