Rbm38缺乏通过下调铁螯合酶(Fech)表达损害红细胞血红素合成并诱发卟啉症

【字体: 时间:2025年09月21日 来源:Blood 23.1

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  本研究揭示了RNA结合蛋白Rbm38在终末红细胞生成中的关键作用。研究人员通过构建基因敲除模型发现,Rbm38缺失导致小红细胞低色素性贫血、血红素合成障碍和游离原卟啉积累,证实其通过调控Fech基因的可变剪接、mRNA稳定性和翻译来维持铁代谢稳态,为红细胞生成性原卟啉症(EPP)提供了新的机制解释和治疗靶点。

  

在血液系统研究中,终末红细胞生成是一个精密调控的过程,其中RNA的剪接与加工对蛋白质合成至关重要。RNA结合蛋白Rbm38在这一过程中高度表达,但其在体内具体调控机制及生理意义尚未完全明确。红细胞生成障碍相关疾病,如贫血和卟啉症,严重影响人类健康,亟需从分子机制层面深入探索。为此,研究人员在《Blood》杂志发表了针对Rbm38在红细胞生成中功能的研究。

研究主要应用了条件性基因敲除小鼠模型、红细胞形态与功能分析(包括血红蛋白含量测定和氧化应激诱导溶血实验)、铁代谢指标检测、线粒体血红素生物合成测定、原卟啉(PPIX)积累分析(在红细胞和粪便中)、分子机制研究(包括可变剪接分析、mRNA稳定性实验和翻译调控验证)以及人群队列数据关联分析(来自健康队列的红细胞PPIX水平与RBM38基因变异关联研究)。

研究结果如下:

Rbm38缺失损害红细胞生成并导致贫血

研究人员构建了全身性和条件性Rbm38敲除小鼠模型,发现缺失Rbm38后,小鼠骨髓中成熟红细胞生成显著受损。Rbm38-/-红细胞呈现血红蛋白含量降低,且对氧化应激诱导的溶血更为敏感。这些小鼠表现出小红细胞低色素性贫血,并伴随铁稳态失调。

Rbm38缺失引起线粒体血红素合成障碍和原卟啉积累

突变小鼠体内线粒体的血红素生物合成减少,同时红细胞和粪便中游离原卟啉(PPIX)积累,表型与人类红细胞生成性原卟啉症(EPP)高度相似。

Rbm38通过多层面调控Fech表达以调节血红素合成

机制上,Rbm38通过调控卟啉代谢关键酶基因Ferrochelatase(Fech)的可变剪接、mRNA衰变和翻译过程,影响二价铁离子(Fe2+)掺入PPIX生成血红素的反应。强制表达Fech可在很大程度上恢复Rbm38-/-移植模型中的红细胞分化缺陷,并改善贫血表型。

人类RBM38基因变异影响红细胞原卟啉水平

在健康人群队列中,研究人员进一步证实人类RBM38基因位点的遗传变异与红细胞中PPIX水平相关,提示Rbm38在人体内同样具有调节卟啉代谢的潜在作用。

研究结论与讨论部分强调,Rbm38作为关键RNA结合蛋白,通过协调RNA剪接、稳定性和翻译过程,在血红素生物合成中发挥核心作用。该研究不仅揭示了Rbm38缺陷导致贫血和卟啉症的新机制,还为相关血液疾病的治疗提供了潜在靶点——恢复Fech表达或功能可能成为治疗策略。此外,在人类遗传数据中发现的关联性进一步突出了RBM38在临床上的重要性,为后续转化研究和精准医疗方向奠定了基础。

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