利用iPS细胞技术创建了首个女性型XLSA的病理模型；确定了候选治疗药物AZA - CiRA

大剂量的吡哆醇治疗对一半的病人无效

京都大学iPS细胞研究所(CiRA)12月1日宣布，它利用从X连锁红细胞性贫血症(XLSA)患者身上产生的iPS细胞再现了XLSA的红细胞成熟缺陷，建立了一个病理模型，并表明阿扎胞苷(AZA)是一种潜在的治疗剂。 这项研究由森本由纪领导的研究小组进行，该小组由Kazuhisa Chonabayashi助理教授(京都大学医学研究生院血液学和肿瘤学系、CiRA生长和分化机制部)、Akifumi Takaori教授(京都大学医学研究生院血液学和肿瘤学系)和Yoshinori Yoshida副教授(CiRA生长和分化机制部)组成。 研究成果已发表在《血液进展》上。

在人体中，红细胞中的血红蛋白与氧气结合，确保氧气被输送到身体的每个角落。 血红蛋白含有铁，如果由于某种原因身体不能正常使用铁来制造血红蛋白，铁就会沉积在红细胞中，而红细胞是红血球的组成部分，从而导致一种叫做红细胞的状况。 遗传性红细胞性贫血是一种先天性的基因突变导致这些红细胞的形成，这些红细胞不能正常携带氧气，导致贫血。 最常见的形式是X-linked sideroblastic anaemia(XLSA)，它是由X染色体上的ALAS2基因的突变引起的。

XLSA在男性中更为常见，他们往往没有症状或只有轻微的贫血症状，但大约四分之一的患者是女性，与男性不同的是，她们在成年中期到晚期会出现严重的贫血，往往有严重的症状。 在女性中，有两条X染色体，其中一条在每个细胞中都是随机失活的。 正常情况下，两个ALAS2基因中的一个突变不会导致贫血，因为有许多细胞中的另一个正常基因仍在活动。 然而，当X染色体由于老化而不均匀地失活，携带突变基因的细胞比例增加时，就会出现严重的贫血。

一种治疗方法是大剂量的吡哆醇，但已经发现这对大约一半的病人无效。 到目前为止，还没有其他有效的治疗方法，需要新的治疗方法。

第一个来自女性的XLSA患者衍生的iPS细胞被用来创建第一个来自女性的疾病模型

到目前为止，已经建立了男性形式的XLSA的细胞和动物模型。 然而，目前还没有开发出能再现XLSA女性形态的模型。 现在，该研究小组试图通过从女性XLSA患者身上生成iPS细胞，并将其分化为红细胞，从而创建一个该疾病的模型。

女性XLSA患者有高比例的正常X染色体失活细胞(MT细胞)。

首先，我们从三名患者的外周血单核细胞(PBMCs)中产生了iPS细胞。由于ALAS2基因位于X染色体上，在女性患者中两个ALAS2基因中的一个随机失活。 因此，从相同的患者中产生了具有失活的X染色体与突变的ALAS2的野生型iPS细胞(WT-iPS细胞)和具有失活的X染色体与正常的ALAS2的突变型iPS细胞(MT-iPS细胞)。

对于三个病人的PBMCs，用HUMARA检测法检查了WT和MT细胞的比例，发现是倾斜的，MT细胞多于50%。 研究人员还分别从三名患者身上建立了58、94和47个iPS细胞系，并检查了WT和MT细胞的比例，发现其中大部分是MT细胞，与患者PBMCs中的偏向相似。

MT细胞不能很好地分化为红细胞

接下来，研究人员将WT-和MT-iPS细胞分化为红细胞，并发现WT衍生的红细胞颗粒是正常的红色，而MT衍生的红细胞颗粒则是白色。 铁染色显示，MT红细胞有周期性的铁爆裂，这是XLSA的特征之一，但WT红细胞没有。

AZA治疗改善MT细胞的红细胞分化

研究小组认为，用药物激活在MT细胞中失活的正常ALAS2基因，可能会改善红细胞成熟缺陷，并把重点放在AZA上，这是一种能使X染色体失活的DNA脱甲基剂。

当在iPS细胞衍生的造血祖细胞分化成红细胞的过程中施用AZA时，不施用AZA(DMSO)的MT细胞颗粒为白色，而用AZA处理的MT细胞(AZA)的颗粒为红色。 这表明AZA治疗能改善红细胞生成功能障碍。

AZA在世界一些地方已经被用作癌症治疗手段

在目前的研究中，从女性XLSA患者中建立了野生型和突变型iPS细胞系。 使用这些iPS细胞，他们表明，突变细胞导致红细胞成熟的缺陷，类似于在女性XLSA中看到的情况。 他们还表明，AZA是一种去甲基化剂，通过重新激活已经失活的正常ALAS2基因，改善了女性XLSA的红细胞生成和其他缺陷。

AZA已被用作一些癌症患者的治疗方法，而DNA去甲基化剂可能是女性XLSA患者的一种有希望的新疗法。