一个50年前的血型之谜

　　研究人员开发了一个工具箱来了解个体之间血型分子水平的差异，解决了一个长期存在的与输血安全有关的谜团。他们的发现不仅揭示了罕见的Helgeson血型，而且旨在改进血型检测，进一步探索血型在疾病中的作用。

　　

目前，对于哪些基因决定了我们的个体血型，我们已经知道了很多。然而，我们对为什么人与人之间的血型分子水平不同的理解仍然有限。

这对输血安全很重要。现在，瑞典隆德大学的一个研究小组开发了一个工具箱，可以找到答案，从而解开了一个长达50年的谜团。这项研究最近发表在《Nature Communications》杂志上。

血型系统的基础

在过去的30年里，隆德的研究小组研究了我们许多血型的遗传基础，他们的研究为六种新血型系统奠定了基础。红细胞表面含有蛋白质和碳水化合物，人与人之间的蛋白质和碳水化合物非常相似。

然而，这些分子的微小差异已被证明是由于编码我们所知的血型抗原的遗传变异。为什么相同血型的人在他们的红细胞中会有不同数量的某种血型抗原，到目前为止还没有被理解。“这很重要，因为如果你每个细胞只有几百个血型分子，而不是一千个甚至一百万个分子，那么就有可能在血液相容性测试中遗漏它们，这可能会影响输血的安全性，”隆德大学输血医学教授、临床免疫学和输血医学顾问Martin L . Olsson解释说，他领导了这个项目。

转录因子:打开基因开关

由于常规的基因分析无法回答这个问题，研究小组将注意力转向了一组被称为转录因子的蛋白质。这些分子可以识别DNA中不同的“着陆”位点，并像电灯开关一样关闭/关闭基因或使它们表达得更强烈。因此，转录因子对于细胞中不同蛋白质的产生是重要的。

在博士生Gloria Wu开发的一系列生物信息学工具的帮助下，研究人员可以在我们DNA中的33种不同血型基因中定位转录因子的近200个着陆点。

然后，为了测试这个管道，看看预测是否正确，研究小组调查了红细胞发育中最重要的转录因子之一，看看这些着陆点中的一个是否有遗传变化。这就解释了为什么某些血型会下调到较低的水平。

测试了一个未解的血型之谜

为了了解如何使用这些结果，研究人员将重点放在了一种叫做Helgeson的血型变异上，这种血型的红细胞中有一种叫做补体受体1 (CR1)的分子，这种分子对我们的免疫反应很重要。

赫尔格森血型长期以来一直是研究界的一个谜。大约1%的人口有这种血型，但在DNA技术的帮助下甚至无法检测到它。此外，CR1低表达背后的机制仍未得到解释。

玛格丽特·赫尔格森(Margaret Helgeson)是20世纪70年代明尼阿波利斯的一名医疗技术专家，她试图为一位需要输血的病人找到合适的血液。尽管她尽了最大的努力，她还是找不到合适的血液单位。无奈之下，她测试了自己的血液，令她惊讶的是，她发现自己的血液是匹配的，”隆德大学实验输血医学副教授、该研究的研究人员之一Jill Storry回忆道。

这就是这种血型被称为Helgeson的原因。但是为什么一小部分人有这种弱血型呢?事实证明，献血者和Helgeson血型的患者CR1表达较低，是因为一种重要转录因子的着陆点DNA序列存在遗传变异。这意味着转录因子不能在它应该结合的地方结合并驱动CR1的产生。“现在基因只是闲置着。在我们的研究中，我们还发现这种基因变异在泰国献血者中比在瑞典献血者中更常见，这是有道理的，因为我们从以前的研究中知道，较低的CR1水平可以预防疟疾，”Martin L. Olsson解释说。

因此，尽管很难在输血实验室检测到CR1的低表达，但它可以预防疟疾，特别是在疟疾常见的东南亚等地区。由于这项研究，我们现在了解了Helgeson血型背后的机制，以及为什么它在某些人群中更难以检测到。

“根据我们现在所知道的，我们可以改进实验室测试。我们的目标是将现有的用于血型检测的基于dna的芯片升级为新的变体，这将导致更安全的诊断测试，”Gloria Wu说。

下一步是研究血型在疾病中的作用

在这种数据驱动的生物信息学管道的帮助下，这使得全面掌握我们的血型基因是如何调节的成为可能，研究小组可以继续将他们的更多发现应用于其他血型。此外，该工具箱可以得到更广泛的利用。“我们现在对血型的大部分研究都使用了基于数据的预测工具的组合，这些工具可以为我们指明在实验室进行正确实验的方向。下一个挑战是通过连接来自大型数据库的信息来更好地理解血型的功能，这些信息是关于疾病如何根据血型对人们产生不同的影响，”Martin L. Olsson总结道。

参考文献:“Elucidation of the low-expressing erythroid CR1 phenotype by bioinformatic mining of the GATA1-driven blood-group regulome” by Ping Chun Wu, Yan Quan Lee, Mattias M?ller, Jill R. Storry and Martin L. Olsson, 17 August 2023,?Nature Communications.