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红细胞变形能力主要取决于其膜特性2021-12-08 08:51:59

当红细胞承受一定程度的力学刺激时,红细胞膜及骨架蛋白可能会发生结构重组。过载的应力会使得细胞骨架网络损坏,发生细胞软化。当应力超过3.0Pa时,多余的细胞拉伸使得红细胞膜破裂。因此,本研究中使用1.384Pa剪应力作用红细胞,观察其作用效果。

研究结果发现,储存14d红细胞在经过剪切后,细胞形状由原来的棘球形重新恢复为双凹圆盘形,其大小也变得比较均一。典型的双凹圆盘结构是红细胞能够正常变形、通过微循环到达外周组织发挥供氧作用的前提。本研究中剪切使得储存14d后的小鼠红细胞自低变形性的棘形、球形红细胞重新转变为高变形性的双凹圆盘形状,这一结果提示,生理范围内的剪应力确实能够激发红细胞骨架蛋白的响应,且对改善储存红细胞变形能力具有显著作用。
 
红细胞变形能力主要取决于其膜特性,即膜骨架蛋白的性质,因此本研究中对血红蛋白剪切前后的膜骨架蛋白进行了电泳检测,进一步明确剪应力引起储存红细胞响应的作用机制。红细胞膜骨架蛋白分为两大类,外周蛋白与整合蛋白。其中外周蛋白包括spectrin、band 4.1、band 4.2、肌动蛋白等;整合蛋白主要包括band 3、血型糖蛋白。红细胞膜骨架的基本结构为六角形单元,由spectrin四聚体交联肌动蛋白寡聚体细丝组成。每一顶点处形成一种球形的交叉复合物,以spectrin四聚体相互连接,该复合物又通过band4.1连接血型糖蛋白。同时spectrin四聚体的中心部位β亚基可与ankyin结合,后者的氨基末端又可连接band3将骨架网络固定于细胞膜上,从而维持红细胞膜的机械稳定性。
 
Spectrin四聚体还可通过band4.1与血型糖蛋白相连,该结合对于稳定膜脂双层具有十分重要的作用,能够阻止脂质的丢失。其中在红细胞膜蛋白电泳图中与肌动蛋白位置较为接近的band4.9又称为成束素,它能促使肌动蛋白成束,也是交叉复合物的组成部分之一,由于其含量较少且与肌动蛋白位置较为接近,因此本研究中将其与肌动蛋白一起进行分析。另外,band4.2蛋白对于维持细胞膜完整性具有一定作用,但其具体功能尚不清楚,由于其与band4.1位置接近,本研究中将其与band4.1一起进行分析。本研究结果发现,红细胞储存14d后,在所分析的总蛋白中band 3所占比例显著降低,而band 4.9+5所占比例显著增高。
 
出自《红细胞储存损伤中的力学因素及防护策略研究》作者王瑛。