紅細胞系中的血紅蛋白攜帶維持生命的氧氣到全身。人體內(nèi)的血紅蛋白由四個亞基構(gòu)成，分別為兩個α亞基和兩個β亞基，而且每個亞基由一條肽鏈和一個血紅素分子構(gòu)成，肽鏈在生理條件下會盤繞折疊成球形，把血紅素分子抱在里面，這條肽鏈盤繞成的球形結(jié)構(gòu)又被稱為珠蛋白。

這種錨蛋白絕緣物實現(xiàn)兩種目標。首先，它在將正常的β珠蛋白基因?qū)爰毎麜r保護這種基因。在以前的很多基因治療應用中，一個治療性基因被導入細胞后，這個基因隨機性地整合到病人基因組中，然而整合位點非常重要，如果它整合到基因組中的沉默區(qū)域，那么這個區(qū)域中的基因就不會表達。因此錨蛋白絕緣物所起的作用就是在基因組中創(chuàng)造一個活性區(qū)域，在這個區(qū)域中無論新的基因插入到哪個位點，它都會有效地發(fā)揮作用。此外，在慢病毒載體中掛載的錨蛋白絕緣物較小，因此它應當能夠消除在接受基因療法來治療那名患有β-地中海貧血癥的法國病人身上觀察到的副作用。

研究小組還發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)生紅細胞過程中，這種錨蛋白絕緣物增加β珠蛋白基因轉(zhuǎn)錄的效率。他們將這個基因整入到還未開始分化產(chǎn)生紅細胞的細胞系中，當這些細胞開始分化時，β珠蛋白基因被激活。錨蛋白絕緣物的存在能夠更加有效地激活這個基因，這樣就能夠給紅細胞更多的治療性蛋白。

這項研究進一步證實根據(jù)患有β-地中海貧血癥的病人β珠蛋白基因的突變情況，通過慢病毒載體導入治療性基因的效率會發(fā)生變化，因此可以基于此來對病人的治療效果進行預測。研究人員測試了19名β-地中海貧血病癥患者的樣品，其中這些樣品可分為兩組：“β-0（beta-zero）”細胞，它不能任何β珠蛋白，這就強迫病人在一生當中必須接受輸血；“β+（beta-plus）”細胞，它功能不能達到*水平的血紅蛋白。通常而言，他們發(fā)現(xiàn)在β-0細胞接受基因治療后，單拷貝慢病毒載體產(chǎn)生的血紅蛋白水平是在正常個人中觀察到的55%。β+細胞在接受基因治療后，產(chǎn)生的血紅蛋白水平與正常個人中的旗鼓相當，因此它們就被治愈。

研究人員將一種“錨蛋白絕緣物（ankyrin insulator）”掛載到慢病毒載體攜帶的β珠蛋白基因上。在基因轉(zhuǎn)移期間，慢病毒載體被導入到從病人身上提取的骨髓干細胞內(nèi)，然后通過骨髓移植將這些干細胞移植回到病人體內(nèi)，這樣它們就可以正常的β珠蛋白和血紅蛋白。

在鐮狀細胞性貧血癥中，問題又有著極大的不同。在這種疾病中，血紅蛋白產(chǎn)生的數(shù)量適中，但是不能發(fā)揮正常功能，結(jié)果是紅細胞形狀類似鐮刀，而且功能異常。因此利用基因療法治療鐮狀細胞性貧血癥的一個問題就是導入一個新的基因后還要確保血紅蛋白（不論是正常的，還是形似鐮刀）的總量不應增加太多，不然就會產(chǎn)生其他問題。

通過這種新基因治療方法來處理從鐮狀細胞性貧血癥病人中提取的8個細胞樣品，研究人員發(fā)現(xiàn)附著錨蛋白絕緣物到一個正常的β珠蛋白基因上會增加正常的β珠蛋白的數(shù)量，同時減少鐮刀狀蛋白的數(shù)量。這樣β珠蛋白的總量保持不變，這點非常重要。

研究人員說，他們開發(fā)出的這種新的基因治療技術(shù)有潛力治療很多紅細胞疾病，而且也是*次將正常的β珠蛋白基因?qū)牖疾〉?a >細胞系中的成功效率跟正常的血紅蛋白表達水平提高相關(guān)聯(lián)，而這長期以來是有效治療這些疾病的一個障礙。