格里菲斯大学健康科学与社会工作学院的研究员Lennart Kuck博士及其团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了一篇题为“Lysis of human erythrocytes due to Piezo1-dependent cytosolic calcium overload as a mechanism of circulatory removal”的研究论文，揭示了人体红细胞清除的新机制。

 

  研究背景

 

红细胞负责运输氧气，并在这一过程中失去细胞器，失去了自然调控自身衰亡的能力。红细胞在大约120天后从血液循环中被清除，否则老化红细胞继续循环可能导致血栓形成和组织缺氧，进而引发心血管事件如中风和心肌梗死。此外，红细胞携带的某些有毒分子如果未经控制地释放到血液中，也会对人体造成伤害。

 

  研究发现

 

Kuck博士的研究发现，红细胞的清除是由Piezo1依赖性的细胞质钙离子超载引起的。Piezo1是一种拉伸激活的跨膜阳离子通道，它在红细胞老化过程中发挥了关键作用。

 

  研究方法与结果

 

- **评估Piezo1功能**：研究团队首先评估了Piezo1在红细胞亚群中的功能，这些亚群根据与衰老相关的物理特性被区分出来。

  

- **药理学与机械生物学方法**：通过药理学手段和机械生物学方法研究了Piezo1在红细胞清除中的潜在作用。利用差密度离心法从全血中分离出致密的老化红细胞，并在单细胞和细胞群体水平上评估了红细胞对生理范围内机械力的耐受性。

 

- **细胞膜钙离子积累监测**：通过监测细胞膜钙离子的积累以及细胞形态在Piezo1药物刺激和物理力作用下的变化，研究了Piezo1在分离的红细胞群体中的表达和功能。

 

研究发现，尽管Piezo1的活性随着细胞年龄的增长而下降，但老化的红细胞对长时间的Piezo1刺激的耐受性显著降低，导致细胞溶解。在细胞溶解之前，密度会出现急剧逆转。

 

基于上述发现，研究团队提出了一个依赖于Piezo1的红细胞清除机制：当红细胞粘附到其他组织时，它们暴露在长时间的机械力作用下，这导致Piezo1的持续激活，从而引起钙离子的净流入，超过老化红细胞的钙离子清除能力，最终导致细胞水合失调和渗透性溶解。

 

  研究意义

 

Kuck博士表示，这一发现表明红细胞的清除是由细胞本身蛋白质调控的，这为开发防止红细胞在疾病或输血后过早清除的新疗法奠定了基础。此外，这一机制也可能有助于早期诊断因红细胞清除过多而面临贫血风险的个体。

 

这项研究不仅加深了我们对红细胞清除机制的理解，还为未来的医疗干预提供了新的方向。