科学家发现了一种生物学上的“转化”，它可以影响未成熟的血细胞是否会发展成红细胞或白细胞亚型，称为骨髓细胞，以应对体内的感染或炎症。
他们的研究成果发表在9月24日的《自然免疫学》上。
环境刺激导致未成熟血细胞分化为红细胞或白细胞的机制仍然难以捉摸。更清晰的认识可以为骨髓和血液疾病的治疗提供治疗靶点，如感染引起的贫血、炎症和血液学癌症。
根据环境因素，未成熟的血细胞可以分化为红细胞或不同类型的白细胞。比如感染可能会引起白细胞的形成，白细胞的主要功能是对抗疾病；但这将导致红细胞形成减少，这可能导致感染/炎症的贫血。
此外，通过产生更多的白细胞，身体可以消除引起感染的病原体，而抑制红细胞的产生限制了病原体生长所需的铁的可用性，从而阻止了它们的繁殖。减少红细胞的数量也可以防止它们成为疟疾等病原体的目标。
然而，由于红细胞负责将氧气输送到身体各处，任何形式的贫血都会减少输送到身体其他部位的氧气量，导致包括呼吸急促、疲劳、头晕和虚弱在内的症状。这些症状也与骨髓增生异常综合征有关，骨髓增生异常综合征是一种由骨髓功能障碍引起的疾病——所有血细胞形成的工厂——导致健康血细胞不足。
利用一种被称为双基因敲除(DKO)的遗传技术，克隆了两个基因，使其失去功能。科学家在小鼠中靶向Bach1和Bach2转录因子蛋白。转录因子是一种蛋白质，通过根据特定的刺激打开或关闭基因来控制细胞中的基因表达。他们发现DKO小鼠的红细胞生成无效，这导致他们得出结论，感染刺激的巴赫因子表达减少，这可能导致感染/炎症性贫血的发展。
据仙台东北大学生物化学系和血液与风湿免疫学系的主要作者加藤弘树介绍，转录因子Bach1和Bach2是在正常(健康)状态下通过抑制白细胞的形成来支持红细胞的形成而形成的。在DKO小鼠中抑制Bach1和Bach2诱导了白细胞的形成，代价是产生红细胞和另一种称为淋巴细胞的白细胞。
“我们的观察结果表明，巴赫因子的抑制导致感染/炎性贫血的发展，出现骨髓增生异常综合征的症状，”Kato说，并补充说，“巴赫因子可能成为难治性贫血的新治疗靶点”，骨髓中的正常血细胞也因这些疾病而被破坏。
加藤说，这项研究和以前的研究结果表明，巴赫因子在血液形成中起着多重作用，例如支持未成熟的血细胞形成红细胞和淋巴细胞，以及在成熟细胞水平上促进免疫细胞的发育和反应。
加藤解释说：“这些事实表明，巴赫因子可以作为‘开关’来控制血细胞形成的稳态和应急状态。“我们希望通过研究巴赫因子的作用，揭示系统在稳态和应急状态之间切换的基本机制。”
合著者、东北大学生物化学系和表观基因组学与疾病研究中心的科学家Kazuhiko Igarashi说，血细胞形成的原理：不管是不是白骨髓细胞，都是受网络调控的。转录因子——通过与特定的脱氧核糖核酸序列结合，控制遗传信息从脱氧核糖核酸转录到信使核糖核酸的速度的蛋白质。
“细胞似乎通过染色质的非遗传修饰来稳定其基因表达，从而稳定其身份，”Igarashi说。了解转录因子网络如何在其目标基因上部署非遗传调节因子对于了解疾病的根本原因和症状非常重要。“最后，我们需要知道这些调节因子的动态行为，它们是由信号级联和单个细胞水平的内部波动引起的，”Igarashi说。"这些研究将导致对细胞命运决定和疾病病理学的理解."
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