Gene Dev：发现调节红细胞大小和数量的蛋白质

成人人体循环系统包含20至30万亿的红血细胞（红细胞），这些红细胞的精确尺寸以及数量具有个体差异性。有些人体内红细胞的数量可能会少一些，但他们的红细胞体积会更大些，而有些人可能有大量的较小体积的红细胞。尽管红细胞在大小和数量上的这些差异似乎是无关紧要的，但研究人员在一项新的研究中提出了一个重要问题：究竟是什么控制红细胞的这些特征的呢？

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这个问题与大约占人口四分之一的患有贫血症的人特别相关，贫血症通常是由红细胞有缺陷导致的。更好地了解红细胞的产生是如何被调控的可能会有利于发展潜在的贫血治疗方法。通过对小鼠和人体红血细胞的全基因组关联研究（GWAS）分析后，怀特黑德研究所创始成员Harvey Lodish已经确定周期蛋白D3在调节红细胞祖细胞分裂数量中发挥重要作用，最终影响红细胞的大小和数量。他们的研究结果将发表在9月14日的<em>Genes and Development</em>杂志上。

从某种意义上说，这是人类进化的一个特性。虽然我们目前还不知道为什么这一进化会发生，但它确实已经发生了。Lodish将周期蛋白D3在红细胞中的作用比作“时钟”。在一些人中，“时钟”触发红细胞的前体细胞经过4轮细胞分裂周期后变得成熟，导致红细胞数量更少但更大。研究最初的线索来自于GWAS中发现细胞周期蛋白D3的重要性，通过大量人类特定性状或不特定性状的遗传调查，研究人员比较不用群体试图找出遗传变异。

这篇论文的共同作者Leif Ludwig说：有关GWAS研究的问题是，你得到了一堆可能感兴趣的基因，但这并不能告诉你这些基因任何功能生物学上的东西，所以你还是未真的弄明白问题实质。虽然你知道某些基因有一定的作用，但你不知道它是怎样发挥作用的。Ludwig和共同作者Vijay Sankaran确认说，在小鼠和人红细胞前体细胞中减少或抑制细胞周期蛋白D3的表达，这些细胞将停止细胞分裂过程，并会更早进入成熟期，这样一来会导致产生更少的红血细胞。
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<a title="" href="http://dx.doi.org/10.1101/gad.197020.112" target="_blank">doi:10.1101/gad.197020.112</a>
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<br/><strong>Cyclin D3 coordinates the cell cycle during differentiation to regulate erythrocyte size and number
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Vijay G. Sankaran,Leif S. Ludwig, Ewa Sicinska, Jian Xu, Daniel E. Bauer, et al.

Genome-wide association studies (GWASs) have identified a genetic variant of moderate effect size at 6p21.1 associated with erythrocyte traits in humans. We show that this variant affects an erythroid-specific enhancer of CCND3. A Ccnd3 knockout mouse phenocopies these erythroid phenotypes, with a dramatic increase in erythrocyte size and a concomitant decrease in erythrocyte number. By examining human and mouse primary erythroid cells, we demonstrate that the CCND3 gene product cyclin D3 regulates the number of cell divisions that erythroid precursors undergo during terminal differentiation, thereby controlling erythrocyte size and number. We illustrate how cell type-specific specialization can occur for general cell cycle components—a finding resulting from the biological follow-up of unbiased human genetic studies.

<br/>来源：生物谷

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