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血小板自噬在深静脉血栓形成中的研究进展

2019-01-03周霞庆王灵聪

浙江临床医学 2019年12期
关键词:饥饿活化血小板

周霞庆 王灵聪

作者单位:310053 浙江中医药大学(周霞庆)310006 浙江中医药大学附属第一医院(王灵聪)*通信作者

深静脉血栓形成(deep venous thrombosis,DVT)是血液在深静脉腔内异常凝结,阻塞静脉管腔,导致静脉回流障碍,引起远端静脉高压、肢体肿胀、疼痛及浅静脉扩张等临床症状,多见于下肢,可造成不同程度的慢性深静脉功能不全,如不能有效的预防,可形成肺栓塞、血栓形成后综合征等严重并发症,危及患者的生命。近年来随着对DVT 的关注,其患病率和确诊率在周围血管疾病中高达40%[1]。因此国内外指南均推荐使用机械方法和药物抗凝预防DVT,但是采用药物抗凝预防,易发生出血,严重可致颅内出血。因此,DVT 的预防已越来越成为关注的话题,寻找能降低DVT 发生率且不易导致出血的药物已成为目前临床需要解决的问题。自噬是一种高度保守的生物学现象细胞内的膜性小泡,并随后吞噬和输送各种细胞成分(蛋白质、细胞器和入侵的病原体)到溶酶体进行降解和物质循环的过程,通过适当降解长寿蛋白、蛋白聚集物或受损的细胞器,最终确保细胞内的稳态[2]。通常来说,自噬是真核细胞中一个保守的分解代谢过程,同时也是真核细胞中高度保守的生物学过程,其参与细胞发育、饥饿适应、肿瘤抑制、衰老、先天免疫等过程[3],而研究共同证明,健康人类的无核血小板中也存在自噬[4],且血小板自噬的基础水平对血小板聚集、止血和血栓形成至关重要。甚至血小板自噬的不足或是过度都有可能导致机体病理改变[5]。近年来,有报道称血小板自噬通过影响血小板粘附、聚集功能,进而影响动脉血栓形成[6],而相对于血小板自噬对动脉血栓形成的作用,其对深静脉血栓形成的报道较少,但是已经有研究证明正常血小板自噬过程的扰动与深静脉血栓形成有关,因此本文将就血小板自噬和深静脉血栓形成做一综述。

1 深静脉血栓形成的发病机制

虽然目前DVT 的具体发病机制还有待于进一步研究,但是血栓形成的三要素为血管壁改变、血液性质的改变以及血流的变化,因此任何可以导致静脉血液淤滞、静脉系统内皮损伤和血液高凝状态的因素均是DVT 的危险因素。无论是血液高凝状态还是血液瘀滞因素,血小板在血栓形成过程中发挥着重大的作用。其中血小板在动脉血栓中扮演重要角色,通过起始、扩增、稳定三个阶段最终形成稳定的动脉血栓。虽然在深静脉血栓形成中占主要的不是血小板,但是越来越多的研究发现血小板在深静脉血栓形成过程中也起到重要作用[7-9]。例如雷帕霉素复合物1(mTORC1)通过升高血小板大小和激活有助于增强小鼠的静脉血栓形成易感性[10]。

2 血小板与DVT

在血栓形成的经典观点中,血小板被认为在动脉血栓形成中起着关键作用,而血小板不被认为在静脉血栓形成中起着主要作用。但是越来越多的研究发现,血小板不论通过其数量还是功能,其在深静脉血栓中发挥着关键作用[11-13]。Quarmby 等[14]对30 例双侧静脉曲张患者进行了大隐静脉血栓形成的实验研究,并利用光镜和扫描电镜研究了这些实验血栓的组成,发现血栓主要由红细胞和纤维蛋白血小板层组成,活化的血小板和白细胞随机分布在血栓的整个结构中,从其结构形成中再次验证了血小板在DVT 中的作用。

3 血小板自噬和DVT

3.1 血小板自噬概述 血小板是由巨核细胞分化而来的小的无核细胞质碎片,主要的生理作用是介导血栓形成和止血,尽管自噬在无核细胞中很少被发现,但Lewis、Maldonado、Mann 和Moertel 首次在血小板中检测到自噬。饥饿、雷帕霉素可诱导血小板自噬,研究进一步证明了从全体杂合Becn1敲除小鼠分离的血小板中存在缺陷的血小板聚集和粘附[15],表明自噬在血小板中是存在的,如果没有自噬,血小板的聚集和粘附能力可能会停止。因此血小板自噬对血小板数量和功能有显著影响。然而,在某些病理条件下自噬下调可能导致血栓形成。大鼠深静脉血栓形成模型的体内研究表明,雷帕霉素治疗后血栓形成增加[16]。

3.2 血小板自噬和深静脉血栓形成 众所周知,血小板的过度活化会导致血栓形成,自噬在血栓形成中调节血小板的活化。自噬激动剂雷帕霉素通过促进血小板与内皮细胞粘附从而导致深静脉血栓形成[16]。此外,血小板内皮细胞的粘附是通过诱导自噬进行细胞膜重构所必需的。Fecl-3 诱导小鼠颈动脉损伤模型表现出较强的出血特性,阻断时间较长,表明血小板自噬的缺失导致止血和血栓形成。更重要的是,Wang 等[17]发现ox-LDL 诱导的氧化应激引发血小板活化并增加ROS 产生,从而抑制PI3K/AKT/mTOR 信号传导途径的下游活性,促进血小板自噬,并加剧血小板聚集和粘附。因此血小板自噬在深静脉血栓形成过程中发挥重大的作用。

最近,许多研究描述了血小板自噬过程及其机制的基础水平[18-19],自噬是真核生物的一种进化保守的降解过程,对细胞的稳态具有重要作用,其包括将蛋白质聚集物和受损的细胞器隔离到自噬体的双膜囊泡中,自噬体与多泡体、晚期核内体和溶酶体融合以进行降解。自噬包括几个顺序步骤:诱导、识别、自噬体形成、自噬体-溶酶体融合、降解产物的回收,所有这些步骤都由不同的自噬相关蛋白(ATG)协调。研究报道,与某些有核自噬相似,血小板自噬也表达许多蛋白和基因,这些包括ULK1、FIP200、Beclin 1、VPS34、VPS15、ATG14、NRBF2、UVRAG、ATG7、ATG3、ATG8(LC3)、ATG12、SQSTM1/p62 和PIK3C3 等[19-20]。目前研究可知,ATG7、ATG5 和Beclin1 在血小板自噬中发挥着作用。研究表明,小鼠Beclin1 等位基因缺失可延长出血时间,降低血小板聚集,提示血小板可能需要Becn1 依赖的自噬[12]。此外,通过敲除ATG7 导致干细胞阶段自噬的缺失,表现出巨核生成受损、血栓生成和止血,产生更多但更少的功能失调血小板[11]。然而,使用pf4-cre 的方法在成熟巨核细胞和血小板中缺失ATG7 只会导致异常止血,而血小板数量和大小保持不变。这些研究均表明自噬是正常血小板所必须的,血小板自噬在血栓形成的过程中起到重要的作用,且自噬蛋白ATG7 缺失可造成血栓的形成。在ATG7 缺失小鼠中,血小板在聚集和颗粒状货物包装中部分失活,结果表明ATG7可能是血小板自噬在止血和血栓形成过程中发挥作用的限速因子。ATG5 是自噬机制的核心蛋白,参与典型的自噬和非典型的与内吞有关的形式,而ATG5 在自噬中发挥作用主要是通过在极化的B 细胞中参与BCR 的转运和溶酶体和MIIC的募集[21]。一般自噬发生在血小板中,以ATG5 依赖的方式响应饥饿[22]。有研究显示在小鼠中ATG5 中度过表达会使自噬活性增加[23],加快DVT 的溶解,则之相反。自噬的信号调控非常复杂,目前尚未完全明确,现在比较明确的有3 种途径,分别是mTOR 途径、Bcl-2 途径和class III PIK/PKB 途径。研究报道称,血小板自噬是由III 类PtdIns3K(III 类磷脂酰肌醇3 激酶)活性和MTOR 抑制引起的信号介导的。此外III 型PI3K 和PtdIns3P 与复合物中的Becn 1 共同在控制自噬通路中发挥重要作用。在人血小板中通过刺激剂发现了PtdIns3P 随着时间依赖,其在不同时间点呈现峰值变化,且3-甲基腺嘌呤抑制PtdIns3P 的形成,同时PtdIns3P 是III 型P13K 以PtdIns 为底物产生的[24]。然而,III 类PI3K 在活化的血小板中并没有被证明是一种自噬调节因子[25]。具体机制还有待于进一步研究。但是研究证明自噬降低血小板数量,缩短血小板寿命[26]。与上述结果相似,通过抑制自噬可以抑制巨核生成和巨核生成早期的血栓形成[27]。此外,自噬水平的升高或降低严重干扰了巨核生成的进程[28]。结果表明,自噬的基础水平在巨核细胞的产生中起着重要作用,而自噬对血栓的形成具有重要作用。

在生理条件下,自噬水平非常低,但在应激反应时,如缺氧时,自噬水平上调。在饥饿条件下,血小板的自噬水平增加。相反,血小板自噬的作用是相反的。饥饿会降低自噬升高引起的血小板聚集。在饥饿状态下,血小板表现为钙动员减少,颗粒分泌和与固定的纤维蛋白粘附减少,此外,饥饿期间增加的自噬可以进一步减少血小板聚集。饥饿模型大鼠血小板聚集减少,尾出血时间延长[29]。总之,ATG5 和ATG7 自噬蛋白的过度表达及Beclin 1 基因的缺失使血小板自噬上调,从而减少止血和血栓形成,促进血小板活化,有利于血栓的机化和溶解,相反,ATG5 和ATG7 缺失使自噬活性降低,通过血小板自噬下调而抑制血小板活化,加快深静脉血栓的形成。

4 结语

综上所述,血小板在深静脉血栓形成中起着关键作用,且血小板中存在自噬,血小板自噬可通过自噬蛋白ATG7、ATG5 和Beclin1 信号通道对DVT 进行调节,上调血小板自噬促进DVT 溶解,下调血小板自噬则促进血栓形成,但是具体机制仍有待于进一步完善。血小板自噬对DVT 的双向调节作用的基础理论可为临床上DVT 预防方面提供新方向。

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