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在局部炎症反应过程中,中性粒细胞结合到血管壁,沿着血管壁爬行。中性粒细胞利用这种方式向感染灶迁移,一旦中性粒细胞找到合适位置就可以离开血管进入感染组织,这个过程就是炎症细胞浸润。在感染组织中,中性粒细胞能吞噬细菌等病原体,发挥抗感染效应。12月4日《科学》杂志上的一篇文章,证明这一过程需要血小板的参与,为完成这一过程,血小板上的P选择素需要与中性粒细胞表面上的蛋白P-选择素糖蛋白配体-1结合,如果阻断这一过程,中性粒细胞就无法完成炎症细胞浸润,炎症反应就会被抑制。这一研究给控制炎症反应提供了一种策略。
P-选择素是相对分子质量为14万的糖蛋白,存在于血管内皮细胞的Weibe-lPalade小体膜及血小板α颗粒膜上。受到组织胺、凝血酶、佛波酯和钙离子载体刺激后,P-选择素迅速在质膜上表达,缺血再灌注或氧自由基也可诱导P-选择素表达。P-选择素凝集素样区是配体结合部位的关键序列,高亲和力配体是P-选择素糖蛋白配体1(PSGL-1) ,主要表达于中性粒细胞和单核细胞,因此P-选择素主要介导粒细胞和单核细胞在内皮细胞表面的滚动、粒细胞和单核细胞与血小板的黏附。
PSGL-1是90年代初期发现的一种粘附分子,具有同源二聚体的结构,是一种表达于白细胞的表面的跨膜的糖蛋白。成熟PSGL-1分子上具有很多O-连接糖基化位点,岩藻糖基化、唾液酸化和NH2 末端酪氨酸的硫酸化对于PSGL-1功能十分重要,PSGL-1是选择素P的配体,与选择素P具有特殊亲和性。PSGL-1同时也是选择素L和选择素E的配体,PSGL-1与选择素分子的相互作用在白细胞粘附的起始阶段发挥着重要作用。PSGL-1在介导白细胞粘附的同时可以转导胞外信号,促进白细胞活化并使其稳定粘附。白细胞粘附具有重要的生理意义。
加拿大卡尔加里大学免疫学家PaulKubes说:“人们现在对血小板的免疫功能越来越重视。最新研究发现血小板在炎症及调控中性粒细胞功能中居然如此重要,是一个非常有趣的研究。”
论文作者西班牙国家心血管研究中心免疫学家Andrés Hidalgo等将中性粒细胞和血小板之间的这种相互作用称作为检查点。这种检查点向中性粒细胞提供组织损伤的信息,炎性细胞因子刺激血管壁活化,也促进中性粒细胞发生着边作用贴向血管壁,着边作用需要血管内皮细胞协助,活化血小板的存在能协助这种效应。Hidalgo说:“炎症反应的发生不仅需要局部血管内皮细胞激活发出损伤信号,也需要血液成员血小板活化协助确认这种损伤。”
流行病学和动物实验研究表明,血小板参与了病理性炎症。阿司匹林能预防心脏病就是因为它能干扰了血小板激活。最新研究中,科学家利用活体显微镜研究活体动物中中性粒细胞和血小板相互作用过程。用肿瘤坏死因子α诱导小鼠炎症,通过检测小鼠的提睾肌,发现中性粒细胞被招募到炎症血管壁上。随后触发中性粒细胞前后缘不同一组蛋白而变得不对称。研究发现血小板首先频繁地碰撞中性粒细胞,然后粘附到中性粒细胞的后缘。如果敲除小鼠PSGL-1基因,血小板就无法中性粒细胞的后缘。另外活化血小板表达P-selectin受体才能和中性粒细胞结合。阻断P-selectin结合PSGL-1时,沿着血管内表面爬行的中性粒细胞明显减少,能减少血小板或抑制PSGL-1活性的手段都具有类似效应。研究说明,中性粒细胞启动着边作用需要中性粒细胞PSGL-1与血小板P-selectin受体的结合。
中性粒细胞着边作用是细胞浸润的前提,阻断中性粒细胞和血小板的这一相互作用应该具有抗炎症效应。过去曾经有研究发现缺乏中性粒细胞或血小板时急性肺损伤明显缓解。最新研究对急性肺损伤小鼠肺脏进行活体成像发现,阻断PSGL-1介导的血小板结合中性粒细胞过程可提高动物存活率。在注射细菌蛋白诱导肝损伤和脑缺血动物模型中,同样发现阻断血小板和中性粒细胞结合能减少损伤。进一步研究还发现,阻断血小板和中性粒细胞结合能减少中性粒细胞胞外诱捕网,中性粒细胞胞外诱捕网是中性粒细胞释放出的DNA网络结构,能捕获病原体。
Kubes说:就研究规模来说,这一研究是一项创举。但他认为应该对中性粒细胞和血小板相互作用的分子过程进行深入研究。例如阻断这一过程是否能减少中性粒细胞浸润的数量。Hidalgo认为,阻断这一相互作用或许能成为抗炎症的一种手段,对各种炎症相关疾病如心脏病和中风具有应用前景。不过对炎症尤其是各种检查点的研究仍然需要大量工作。
原文检索:
Vinatha Sreeramkumar, José M. Adrover, IvanBallesteros, Maria Isabel Cuartero, Jan Rossaint,Izaskun Bilbao, Maria Nácher,Christophe Pitaval, Irena Radovanovic, Yoshinori Fukui, Rodger P.McEver,Marie-Dominique Filippi, Ignacio Lizasoain, Jesús Ruiz-Cabello,Alexander Zarbock, María A. Moro,and Andrés Hidalgo. Neutrophils scan foractivated platelets to initiate inflammation. Science, 5 December 2014; DOI:10.1126/science.1256478
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