空军军医大学首次第一单位发表Nature，解开软骨“呼吸”的秘密

虽然血红蛋白是已知的红细胞中的氧载体，具有长距离运输氧的功能，但其在红细胞外的生理作用在很大程度上是难以捉摸的。

2023年10月4日，空军军医大学张丰及军事医学科学院孙强共同通讯（空军军医大学为第一单位）在Nature 在线发表题为“An extra-erythrocyte role of haemoglobin body in chondrocyte hypoxia adaption”的研究论文，该研究发现软骨细胞产生大量的血红蛋白，在其细胞质中形成伊红（eosin）阳性小体。血红蛋白体(Hedy)是一种以相分离为特征的无膜凝聚体。软骨细胞中血红蛋白的产生受缺氧控制，依赖于KLF1而不是HIF1/2α途径。

软骨细胞中血红蛋白的缺失导致Hedy丢失，同时伴有严重缺氧、糖酵解增强和软骨组织中心广泛的细胞死亡，这是由于缺氧条件下Hedy控制的氧气供应丧失。这些结果证明了血红蛋白在软骨细胞中的红细胞外作用，并揭示了迄今为止未被认识的软骨细胞通过Hedy在缺氧环境中存活的机制。

最后，iNature发现这是空军军医大学发表的首篇以第一单位的Nature 研究成果。

氧气是许多反应不可缺少的代谢底物，也是细胞生存所必需的。大多数哺乳动物细胞的氧气供应依赖于红细胞(RBC)中的血红蛋白通过血管系统连续输送氧气。相比之下，软骨组织是独特的无血管组织，软骨内软骨细胞所需的氧气从周围组织扩散。在胚胎发育过程中，胎儿生长板在没有血管的情况下扩张，导致软骨中心缺氧增强。然而，软骨细胞适应缺氧环境的机制在很大程度上仍不清楚。

在氧气供应有限的情况下，软骨细胞主要依靠糖酵解而不是线粒体氧化磷酸化来产生能量，这是由缺氧诱导因子(hypoxia induced factor, HIF)信号通路控制的。编码HIF信号传导的关键角色HIF1α的基因缺失，解冻线粒体氧化磷酸化并增加氧气消耗，导致严重缺氧和大量软骨细胞死亡。因此，缺氧信号在适当水平上的持续激活对于软骨细胞的存活至关重要。然而，目前尚不清楚软骨细胞是如何维持细胞内氧稳态的。

血红蛋白对软骨细胞缺氧适应和胎儿软骨存活至关重要（图源自Nature ）

该研究提供的证据表明，为了应对缺氧，软骨细胞在其细胞质内产生大量血红蛋白以形成无膜体(在本研究中称为Hedy)，这对于缺氧环境下无血管胎儿生长板中软骨细胞的存活至关重要。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06611-6

转自：“iNature”微信公众号

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