发现了新的凝血调节机制

诸平

Treatment with soluble GPV prevents the formation of a vessel-occluding thrombus in an experimental mouse model of thrombosis formation (right). On the left, a vessel-occluding thrombus of an untreated mouse is shown.

据德国维尔茨堡大学（University of Würzburg / Julius-Maximilians-Universität Würzburg）2023年3月24日报道，发现了新的凝血调节机制（Novel Regulatory Mechanism of Blood Clotting Discovered）

血小板的糖蛋白V（glycoprotein V简称GPV）是止血（haemostasis）和血栓（thrombus）形成的重要转换点。这一新发现可能具有巨大的临床潜力。

上述图示是在血栓形成的实验小鼠模型中，用可溶性GPV治疗可防止血管阻塞血栓的形成（右）。左侧显示了未经处理的小鼠的血管闭塞血栓。当我们的血管因割伤、擦伤或瘀伤而受伤时，止血和缝合伤口至关重要。这个过程称为止血，涉及两个主要部分：首先，血小板附着在伤口边缘，形成栓塞并暂时封闭伤口。其次，启动血液凝固或凝血级联反应，导致长纤维蛋白纤维（long fibrin fibers）的形成，它与血小板一起紧紧地封闭伤口。

然而，如果纤维蛋白形成过多，例如在慢性伤口中，就会发生血栓形成和随后的血管闭塞。因此，严格控制纤维蛋白的形成非常重要。直到现在还没有完全了解血液凝固是如何受到限制的。

在维尔茨堡大学医院（University Hospital of Würzburg）协调的一个国际项目中，研究人员现在已经破译了纤维蛋白形成的中央调节机制，并提出了新的治疗方法。该成果于2023年3月23日已在著名期刊《自然心血管研究》（Nature Cardiovascular Research）网站发表——Sarah Beck, Patricia Öftering, Renhao Li, Katherina Hemmen, Magdolna Nagy, Yingchun Wang, Alessandro Zarpellon, Michael K. Schuhmann, Guido Stoll, Zaverio M. Ruggeri, Katrin G. Heinze, Johan W. M. Heemskerk, Wolfram Ruf, David Stegner, Bernhard Nieswandt. Platelet glycoprotein V spatio-temporally controls fibrin formation. Nature Cardiovascular Research, Published: 23 March 2023. DOI: 10.1038/s44161’023 -00254-6.

参与此项研究的除了来自德国维尔茨堡大学的研究人员之外，还有来自德国维尔茨堡大学附属医院（University Hospital Würzburg, Würzburg, Germany）、德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学医学中心（Johannes Gutenberg University Medical Center Mainz, Mainz, Germany）；美国佐治亚州亚特兰大埃默里大学医学院（Emory University School of Medicine, Atlanta, GA, USA）、美国斯克里普斯研究公司（Scripps Research, La Jolla, CA, USA）以及荷兰马斯特里赫特大学（Maastricht University, Netherlands）的研究人员。

GPV控制凝血酶活性和纤维蛋白形成（GPV controls thrombin activity and fibrin formation）

在这项研究中，由伯恩哈德·尼斯万特（Bernhard Nieswandt）教授领导的研究小组确定了一种全新的机制：

“这是我们第一次能够发现一个调节止血和血栓形成的新开关点。这个开关是糖蛋白V（glycoprotein V简称GPV），它在血小板表面表达。GPV控制凝血酶的活性，它负责纤维蛋白的形成，”伯恩哈德·尼斯万特解释说。伯恩哈德·尼斯万特是维尔茨堡大学医院实验生物医学研究所（University Hospital Würzburg, Institute of Experimental Biomedicine, Würzburg, Germany）所长兼鲁道夫·魏尔啸中心-综合和转化生物成像中心{Rudolf Virchow Center – Center for Integrative and Translational Bioimaging (RVZ) }的董事会成员。

凝血酶是血液凝固中的关键酶，因此必须在时空上精确控制其活性。到目前为止，已知表面受体GPV在血小板活化过程中被凝血酶切割。这会以可溶形式释放GPV。

然而，这种受体的生理功能在很大程度上是未知的。研究人员使用遗传学和药理学方法表明，凝血酶介导的GPV切割限制了纤维蛋白的形成。通过保持与凝血酶的结合，可溶性GPV改变凝血酶的活性，使其可以形成较少的纤维蛋白。

“研究结果将改变课本知识”（"Findings will change textbook knowledge"）

在实验性血栓形成模型中，可溶性GPV被证明可以防止血管闭塞性血栓的形成，并显著防止实验性中风和相关脑损伤。

伯恩哈德·尼斯万特坚信这些新发现将改变教科书上的知识。他感谢来自RVZ和维尔茨堡大学医院 (University Hospital Würzburg简称UKW) 的所有参与科学家，他们得到了美因茨、马斯特里赫特和美国同事的支持。

GPV 抗体在治疗止血障碍方面具有巨大的临床潜力（Antibodies against GPV offer great clinical potential in the treatment of disturbed hemostasis）

在另一种方法中，研究小组产生了抗GPV的抗体，以防止凝血酶介导的GPV割裂。

“在我们的研究中，我们能够证明这些抗体会增加凝血酶活性，从而导致纤维蛋白形成增加。因此，我们的想法是在止血受损的情况下使用这些抗体来增加纤维蛋白形成，”上述论文作者、RVZ的血管成像小组负责人大卫·施特格纳（David Stegner）教授说。

除了遗传原因外，药物治疗也可能导致血小板计数减少或功能受损，从而导致止血功能受损。用血小板聚集抑制剂治疗，例如氯吡格雷（clopidogrel），其用于预防心脏病发作或中风以及治疗循环障碍，如损害血小板功能。

上述研究论文的第一作者、维尔茨堡大学实验生物医学研究所科学家莎拉·贝克（Sarah Beck）博士补充说：“在止血实验模型中，我们的新抗体确实能够在无法止血的情况下恢复止血。这表明通过增强凝血酶依赖性纤维蛋白形成来支持止血。抗GPV治疗(Anti-GPV treatment)可能具有巨大的临床潜力。未来将对此进行更详细的研究。”

本研究得到了德国研究基金会{ German Research Foundation (Ni556/14-1; SFB 1525, project number 453989101; TR240, project number 374031971; INST 93/1022-1)}、美国国立卫生研究院{ National Institutes of Health (HL082808; UM1 HL120877)}，欧盟(血栓-炎症，德国巴伐利亚欧洲区域发展基金){ European Union (Thrombo-Inflame, EFRE–Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, Bavaria)}和鲁道夫·魏尔啸综合和转化生物成像中心（Rudolf Virchow Centre for Integrative and Translational Bioimaging）的资助或支持。

上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息，敬请注意浏览原文或者相关报道。

Abstract

The activation of platelets and coagulation at vascular injury sites is crucial for hemostasis but can promote thrombosis and inflammation in vascular pathologies. Here, we delineate an unexpected spatio-temporal control mechanism of thrombin activity that is platelet orchestrated and locally limits excessive fibrin formation after initial hemostatic platelet deposition. During platelet activation, the abundant platelet glycoprotein (GP)V is cleaved by thrombin. We demonstrate, with genetic and pharmacological approaches, that thrombin-mediated shedding of GPV does not primarily regulate platelet activation in thrombus formation but rather has a distinct function after platelet deposition and specifically limits thrombin-dependent generation of fibrin, a crucial mediator of vascular thrombo-inflammation. Genetic or pharmacologic defects in hemostatic platelet function are unexpectedly attenuated by specific blockade of GPV shedding, indicating that the spatio-temporal control of thrombin-dependent fibrin generation also represents a potential therapeutic target to improve hemostasis.