血红素是生命不可或缺的含铁分子，是血红蛋白携氧的关键。传统教科书认为，每个细胞都能“自给自足”地合成血红素。

2026年4月23日，马里兰大学Iqbal Hamza团队在Science在线发表题为A cell-nonautonomous heme acquisition pathway enables erythroid hemoglobinization under stress的研究论文，该研究颠覆了这一认知，揭示了一个关键的细胞间血红素共享系统，并发现其核心转运蛋白HRG1是治疗β-地中海贫血等贫血疾病的潜在全新靶点。

一个长久以来的悖论

悖论存在于红细胞生成的过程中。成熟的红细胞前体在最终分化时，会为最大化血红蛋白的合成空间而丢弃包括线粒体在内的多种细胞器。然而，线粒体正是合成血红素的“核心工厂”。这就产生了一个根本矛盾：在合成工厂被丢弃后，血红蛋白的爆发式合成所需的巨量血红素从何而来？

“外购”替代“自产”：HRG1介导的细胞间共享

研究团队通过单细胞测序等技术，在应激状态下的小鼠红细胞前体中发现，一种名为HRG1的转运蛋白表达显著升高。HRG1是已知的血红素“输入泵”。这表明，在骨髓无法满足需求的紧急情况下（如急性失血），脾脏等部位会启动“应激性红细胞生成”，此时前体细胞可能转而从外部获取血红素。

研究证实，缺失HRG1的小鼠在应激状态下无法有效生成成熟红细胞，出现严重贫血。这证明，在压力条件下，红细胞前体细胞并非完全自主合成，而是通过HRG1从外界“共享”或回收血红素，以满足血红蛋白装配的爆发性需求。这是一种关键的细胞非自主补偿机制。

Slc48a1/HRG1 在红细胞中以 mRNA 和蛋白质的形式存在（图源自Science）

从机制到治疗：平衡的艺术

更重要的是，研究在β-地中海贫血模型小鼠中验证了该通路的治疗潜力。该疾病因珠蛋白合成缺陷，导致红细胞内血红素与珠蛋白比例失衡，过剩的血红素会产生毒性，引发“无效红细胞生成”和贫血。当研究人员部分敲低HRG1后，反而改善了小鼠的贫血状况。

其机制在于，适度降低通过HRG1的“外购”血红素，有助于重新平衡红细胞内血红素与珠蛋白的水平，从而减少毒性、提升红细胞质量。这揭示了一个精妙的生理逻辑：血红素的供应需要精准调控，HRG1介导的“外购”途径是维持这一平衡的关键阀门。

意义与前景

这项研究不仅揭示了“细胞间血红素共享”这一颠覆传统认知的生理机制，更重要的是，它确立了HRG1作为一个前所未有的治疗靶点。通过药物调节HRG1的活性，有望精准调控红细胞内的血红素水平，为治疗β-地中海贫血、镰状细胞病等因血红素失衡导致的血红蛋白病，开辟了一条全新的药物研发路径。

参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea0552