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冬眠动物不易血栓是因HSP47减少 精选

已有 5420 次阅读 2023-4-16 21:28 |系统分类:科研笔记

深静脉血栓形成(DVT)是短期固定的共同特征,例如,对于急性麻痹患者,就会发生这种情况。然而,在慢性制动期间,例如由于脊髓损伤(SCI),DVT的发病率与一般人群相同(1)。高龄人群骨折后死亡率很高的原因也和这种因素有关。

患者长期制动期间防止DVT的机制尚不清楚。Thienel等(2在《科学报告了对冬眠棕熊(Ursus arctos)血栓炎症机制的分析,尽管冬眠期间身体固定长达6个月,但棕熊很少患DVT3)。他们发现,与活跃的棕熊相比,冬眠熊的血小板表现出抗血栓形成特征,血小板和白细胞数量显著下降,关键分子特征是热休克蛋白47HSP47)的表达减少,血栓炎症的生物标志物总体减少。对健康受试者的研究也发现类似的变化。该研究发现HSP47具有促进血栓形成的作用提示可以通过药物抑制这种分子实现预防人类血栓形成的目的。

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静脉血栓栓塞(VTE)是一种心血管疾病,包括属于同一谱系的两种相关疾病,即DVT和肺栓塞。据估计,每年发病率为每1000人中有1-2例,是仅次于心肌梗死和卒中的第三大血管疾病,也是全球疾病负担的重要贡献者(4)。

VTE的病理生理学被认为是由多种因素触发的,最明显的是内皮、凝血级联反应、血小板和免疫系统之间的异常相互作用。这种血栓炎症过程可能发生在无菌或感染性炎症状态(5)。血小板活化被认为对动脉血栓形成至关重要,而高凝(而非血小板)被认为是静脉血栓栓塞发生的主要触发因素。然而,随着过去二十年血栓炎症途径的发现,这种血管范式发生了变化,血小板及与炎性中性粒细胞和单核细胞的相互作用,越来越被认为是VTE的关键因素(4)。在VTE发展所涉及的各种危险因素中,短期制动相关疾病占主导地位。与制动相关的静脉血栓栓塞是由静脉血流受限(导致内皮细胞缺氧)以及血小板和中性粒细胞募集引发的,后者产生由 DNA、组蛋白和抗菌蛋白组成的细胞外 DNA 陷阱 [中性粒细胞细胞外陷阱 (NET]NET为红细胞,血小板和促凝血分子提供支架,这些分子在血栓炎症的发展中起关键作用(5)。

血小板热休克蛋白 47 HSP47) 通过向血小板募集凝血酶并触发其聚集以及激活多形核白细胞 (PMN) 来促进血凝块形成。后者产生中性粒细胞细胞外陷阱(NET),包括DNA和蛋白质,为红细胞,血小板和促凝血分子提供支架。HSP47的表达在慢性固定期间下调,可防止血栓炎症和凝块形成。 

HSP是高度保守的分子伴侣,在体内平衡和环境胁迫条件下支持细胞功能。此外,HSP分泌到细胞外空间和血液中,可以调节炎症和免疫反应。HSP47主要存在于产生胶原蛋白的细胞中,有助于稳定前胶原蛋白的三螺旋结构。虽然血小板不产生胶原蛋白,但它们与内皮下基质胶原蛋白相互作用,内皮下基质胶原蛋白在血管壁损伤时暴露并促进血栓形成。先前在血小板中鉴定出表面结合的HSP47是止血的关键介质,可稳定胶原蛋白诱导的血小板粘附并促进聚集和血栓形成(6)。Thienel等人通过显示人血小板HSP47促进凝血酶的结合来扩展这些发现,凝血酶触发血小板聚集和颗粒分泌,以及血小板 - 中性粒细胞聚集体的形成和NET的形成。此外,他们表明HSP47与中性粒细胞Toll样受体2TLR2)结合,导致细胞内活性氧的产生,整合素CD11b的表达增加,并以血小板非依赖性方式形成NET(见图)。

血小板是有助于NET形成的主要循环细胞。NET生成需要血小板-中性粒细胞密切接触(由膜细胞粘附分子介导以及两个细胞突触中可溶性因子的释放介导)(7)。Thienel等人表明,血小板和中性粒细胞之间的相互作用是急性和慢性固定中血栓形成差异的主要原因之一。他们发现,冬眠熊和SCI导致尽管长期固定患者中HSP47的表达显着降低与血小板和中性粒细胞之间的效应反应降低相关,但仍没有血栓前状态。此外,在自愿卧床休息47天后,健康个体的血小板HSP27表达显着下降。这表明HSP47-TLR2轴是预防固定过程中血栓炎症的有希望的靶标。

1. L. N. Godat, L. Kobayashi, D. C. Chang, R. Coimbra, J. Trauma Acute Care Surg. 78, 475 (2015).

2. M. Thienel et al., Science 380, 178 (2023).

3. O. Fröbert, A. M. Fröbert, J. Kindberg, J. M. Arnemo, M. T. Overgaard, J. Intern. Med. 287, 263 (2020).

4. A. M. Wendelboe, G. E. Raskob, Circ. Res. 118, 1340 (2016).

5. K. Stark, S. Massberg, Nat. Rev. Cardiol. 18, 666 (2021).

6. P. Sasikumar et al., J. Thromb. Haemost. 16, 946 (2018).

7. A. Carestia, T. Kaufman, M. Schattner, Front. Immunol. 7, 271 (2016).




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