血小板膜糖蛋白與心肌缺血再灌注損傷

吳 娟 張根葆

皖南醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，安徽省蕪湖市 241002

血小板膜糖蛋白與心肌缺血再灌注損傷

吳 娟 張根葆

皖南醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，安徽省蕪湖市 241002

血小板膜糖蛋白參與介導(dǎo)血小板的黏附、聚集和活化反應(yīng)。在心肌缺血再灌注損傷的發(fā)生發(fā)展過程中，血小板活化與血小板膜糖蛋白表達(dá)的改變有著非常重要的影響，某些特定血小板膜糖蛋白受體拮抗劑或單克隆抗體可有效預(yù)防缺血再灌注引起的心肌損傷和降低心肌梗死發(fā)生率。

血小板膜糖蛋白 再灌注損傷 心肌缺血

心肌缺血再灌注損傷（Myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）是指缺血心肌組織恢復(fù)血流灌注時(shí)可發(fā)生心律失常、心肌頓抑及微血管功能障礙等現(xiàn)象的病理過程。再灌注損傷是臨床治療缺血性疾病所面臨的一個(gè)普遍問題，其基本病理生理學(xué)機(jī)制并未完全被闡明。研究表明，血小板活化所發(fā)生的黏附、聚集以及釋放等反應(yīng)參與心肌缺血再灌注損傷的病理過程。有證據(jù)顯示，在急性心肌梗死再灌注治療后出現(xiàn)的心肌無復(fù)流現(xiàn)象的發(fā)生與血小板膜糖蛋白的大量表達(dá)明顯相關(guān)，成為活化血小板的分子標(biāo)志物[1］。目前，有關(guān)血小板膜糖蛋白在心肌缺血再灌注損傷中作用的研究已經(jīng)取得重要進(jìn)展，并給臨床防治再灌注損傷帶來積極的影響，本文就這一問題綜述如下。

1 血小板膜糖蛋白與血小板活化

正常血液循環(huán)中血小板90%以上是靜息狀態(tài)，當(dāng)受到一些激活劑如二磷酸腺苷（ADP）、凝血酶、花生四烯酸等刺激，或與受損的血管內(nèi)皮和膠原接觸時(shí)，其形態(tài)結(jié)構(gòu)即發(fā)生改變并引起黏附、聚集和釋放反應(yīng)，稱為血小板活化。上世紀(jì)六十年代后期，有學(xué)者通過電子顯微鏡觀察到一類“多糖－蛋白質(zhì)復(fù)合物”的帶負(fù)電荷富碳水化合物的蛋白外殼表面組分，隨后電泳技術(shù)證實(shí)該表面組分為血小板膜糖蛋白（Platelet membrane glycoprotein，GP）。目前發(fā)現(xiàn)的血小板膜糖蛋白種類較多，依據(jù)分子量大小可分成GPⅠ、GPⅡ、GPⅢ、GPⅣ等組；每組又以a、b、c來標(biāo)明不同的糖蛋白組分[2］；按照GP在血小板的分布部位不同可分為質(zhì)膜糖蛋白和顆粒膜糖蛋白。質(zhì)膜糖蛋白主要分布在靜止血小板細(xì)胞膜表面，包括GPⅠb、GPⅠa－Ⅱa、GPⅡb－Ⅲa等；顆粒膜糖蛋白主要分布在血小板胞質(zhì)內(nèi)的α顆粒、δ顆粒和溶酶體顆粒，包括CD62P（P－選擇素，GMPl40）和CD63等。實(shí)驗(yàn)研究表明[3］，GP是介導(dǎo)血小板黏附和聚集的主要組分，在最初的止血、血小板黏附到細(xì)胞外基質(zhì)及隨后的血小板聚集過程中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，活化血小板膜糖蛋白分子的種類、結(jié)構(gòu)、功能、含量和分布等較靜止血小板出現(xiàn)顯著變化，而GPⅡbⅢa、CD62P、CD63等被認(rèn)為是特異性血小板活化分子標(biāo)志物，可作為缺血性事件的預(yù)測及抗再灌注損傷治療的療效觀察指標(biāo)[4］。

2 血小板膜糖蛋白在心肌缺血再灌注損傷過程中的作用

2.1 GPⅡb－Ⅲa與MIRI GPⅡb－Ⅲa存在于血小板質(zhì)膜，由GPⅡb和GPⅢa兩種糖蛋白在膜上以1∶1構(gòu)成的復(fù)合物，該復(fù)合物可作為纖維蛋白原、纖維連接蛋白和vWF等黏附蛋白的受體。血小板活化后，GPⅡb－Ⅲa空間構(gòu)象發(fā)生改變而激活，與多種黏附蛋白結(jié)合實(shí)現(xiàn)血小板黏附、聚集和釋放過程，各種不同的誘導(dǎo)劑引起血小板聚集的通路并不相同，但不同的信息傳導(dǎo)通路所致的血小板聚集均依賴GPⅡb－Ⅲa的構(gòu)象變化。因此，GPⅡb－Ⅲa已成為目前抗栓治療和抗血小板治療的主要作用靶標(biāo)[5］。心肌缺血可能通過應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制和損傷微血管內(nèi)皮激活血小板并表達(dá)GPⅡb－Ⅲa受體復(fù)合物，與配體纖維蛋白原的結(jié)合加強(qiáng)，導(dǎo)致血小板聚集的加速，這可能是心肌再灌注無復(fù)流現(xiàn)象發(fā)生的重要機(jī)制之一[6］。GPⅡb－Ⅲa可直接反映血小板活化的狀態(tài)，其分子數(shù)量增高與血小板黏附性增高直接相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，GPⅡb－Ⅲa與血栓性疾病尤其是心血管疾病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系，成為某些疾病診斷的有效臨床指標(biāo)。因此，抑制GPⅡb－Ⅲa受體功能對于缺血性疾病，尤其是急性冠脈綜合征的再灌注治療極為重要。目前已得到一種有效的拮抗GPⅡb－Ⅲa受體的人源性單克隆抗體7E3，在動(dòng)物冠狀動(dòng)脈閉塞模型中已顯示出明顯效果。在應(yīng)用tPA溶栓后配合7E3，可明顯抑制血小板活化、降低心肌再灌注損傷的發(fā)生率。GPⅡb－Ⅲa受體抑制劑應(yīng)用于冠心病、PTCA術(shù)后、急性心肌梗死等取得良好的療效[7，8］。隨著血小板膜糖蛋白分子生物學(xué)研究的深入及血栓形成分子機(jī)制的闡明，新型血小板膜受體拮抗劑的合成將會取代或補(bǔ)充阿司匹林和溶栓劑的作用，對于推動(dòng)心腦血管血栓性疾病的預(yù)防和診治具有重要意義。

2.2 GPⅠb與MIRI 在血小板膜上，GPⅠb與GPⅤ和GPⅨ形成復(fù)合物GPⅠb－Ⅴ－Ⅸ[9］作為血管性假性血友病因子（vWF）和凝血酶的受體，參與血小板的黏附作用。GPⅠb與vWF結(jié)合需要完整的骨架蛋白存在，無骨架蛋白網(wǎng)的血小板缺乏與vWF結(jié)合的能力[10］。GPⅠb－Ⅴ－Ⅸ通過vWF與內(nèi)皮下膠原結(jié)合[11］，這種依賴vWF與膠原結(jié)合的作用可以被快速終止，使血小板僅在vWF表面滾動(dòng)但不能形成穩(wěn)定的血栓。GPⅠb的活化與細(xì)胞信息傳遞、蛋白磷酸化有著密切聯(lián)系。

2.3 GPⅥ與MIRI GPⅥ為Ⅰ型跨膜糖蛋白，屬免疫球蛋白超家族成員。在血小板膜表面，GPⅥ與免疫球蛋白受體γ鏈以鹽健相連，兩個(gè)GPⅥ分子和一個(gè)FcR組成了γ鏈二聚體。Jung等研究發(fā)現(xiàn)[12］，GPⅥ必須形成此二聚物而發(fā)揮更強(qiáng)的親和性。GPⅥ引起的激活機(jī)制是由FcR－γ鏈的ITAM酪氨酸磷酸化引發(fā)的[13］。GPⅥ與膠原相互作用介導(dǎo)的血小板激活和黏附在血栓形成中扮演著重要的角色。近來很多研究證明在急性心血管疾病如心肌梗死和中風(fēng)等疾病中檢測到GPⅥ的表達(dá)明顯增加[14］。GPⅥ直接結(jié)合到內(nèi)皮下膠原并調(diào)節(jié)不同黏附受體的活性，包括形成穩(wěn)定血小板血栓所需要的整合素αⅡbβ3和α2β1。通過熒光顯微鏡和電子顯微鏡對大鼠血管損傷的模型進(jìn)行評估，隨著內(nèi)皮的暴露，GPⅥ的抑制或缺失幾乎完全阻止了血小板的聚集。這些研究結(jié)果確立了GPⅥ對血管損傷后啟動(dòng)血小板黏附的關(guān)鍵地位并確鑿無誤得說明，即使GPⅠb－Ⅴ－Ⅸ等重要的表面受體存在的情況下，如果缺失GPⅥ，仍然不能有效地啟動(dòng)血小板的黏附和聚集，因此，GPⅥ在血小板和內(nèi)皮下的連接提供了啟動(dòng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)并對接下來穩(wěn)定的血小板黏附和聚集起重要的作用[15］。近些年，隨著對GPⅥ在血小板活化中心位置的認(rèn)識，GPⅥ已經(jīng)成為抗血栓治療的重要靶向目標(biāo)。針對GPⅥ為靶點(diǎn)的抗體對抑制血小板活化具有特異性的阻斷作用，積極尋找有效的GPⅥ拮抗劑，聯(lián)合不同作用機(jī)制的抗血小板藥物可能是對抗心肌再灌注損傷的一個(gè)方向[16］。

2.4 CD62P與MIRI 靜息狀態(tài)血小板CD62P僅表達(dá)于α顆粒膜上。當(dāng)受到凝血酶、組織胺等刺激使血小板活化時(shí)，顆粒膜蛋白與血小板膜蛋白融合，CD62P暴露于血小板膜表面，成為缺血再灌注損傷中中性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附的重要分子，介導(dǎo)血小板或內(nèi)皮細(xì)胞與中性粒細(xì)胞的黏附[17］。血小板和中性粒細(xì)胞相互作用調(diào)節(jié)損傷動(dòng)脈的血管緊張度并且協(xié)同地引起再灌注后的心臟功能障礙。有研究結(jié)果表明，心肌缺血再灌注損傷后血小板膜表面P－選擇素檢測的陽性率高于正常對照組[18，19］，Ji LJ[20］等研究發(fā)現(xiàn)通過心肌靶向超生造影觀察P－選擇素的分子成像可以有效判斷心肌再灌注損傷。因此，心肌缺血再灌注期間CD62P的表達(dá)量增加，與血栓形成明顯相關(guān)，可能是再灌注損傷及微血管“無復(fù)流”現(xiàn)象發(fā)生的重要因素，使用抗黏附分子抗體抑制血小板活化，有助于減輕缺血再灌注損傷。研究發(fā)現(xiàn)一種重組的可溶性P－選擇素糖蛋白配體－1（PSGL－1）可抑制血小板、白細(xì)胞在損傷血管的黏附，對GMP－140有拮抗作用，這些血小板受體拮抗劑有希望作為溶栓的輔助治療。

綜上所述，血小板膜糖蛋白在MIRI過程中扮演著重要的角色，某些特定的血小板膜黏附受體拮抗劑被應(yīng)用于預(yù)防心肌缺血與再灌注引起的損傷，并獲得很好的效果，如抗血小板GPⅡbⅢa單克隆、抗體P－選擇素抗體，GPⅥ已經(jīng)成為抗血栓治療的重要靶向目標(biāo)等。這些研究成果將會進(jìn)一步應(yīng)用于缺血再灌注損傷的臨床防治。

[1]Bigalke B，Stellos K，Stakos D.Influence of platelet count on the expression of platelet collagen receptor glycoproteinⅥ（GPVI）in patients with acute coronary syndrome〔J〕.Thromb Haemost，2009，101（5）：911－915.

[2]王振義，李家增，阮長耿.血栓與止血基礎(chǔ)理論與臨床〔M〕.第3版.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2004：60－61.

[3]Nurden AT.Platelet Membrane Glycoproteins：A Historical

Review〔J〕.Semin Thromb Hemost，2014，40（5）：577－584.

[4]Tsai NW，Chang WN，et al.Levels and value of platelet activation markers in different subtypes of acute non－cardio－embolic ischemic stroke〔J〕.Thromb Res，2009，124（2）：213－218.

[5]Addad F，Elalamy I，Chakroun T，et al.PlateletglycoproteinⅢ（plateletantigen1plateletantigen 2）polymorphism and 1－yearoutcome in patients with stable coronary artery disease〔J〕.Blood Coagul Fibrinolysis，2010，21（7）：674－678.

[6]Feng JH，Lai WY，Ou WC，et al.Role of platelet membrane glycoproteinⅡbⅢa receptor activation in no－reflow after my－ocardial reperfusion〔J〕.Journal of First Military Medical U－niversity，2003，23（9）：888－891.

[7]De Luca G，Gibson MC，Hof AW，et al.Impact of time－totreatment on myocardial perfusion after primary percutaneous coronary intervention with GpⅡb－Ⅲa inhibitors〔J〕.Cardiovasc Med（Hagerstown），2013，14（11）：815－820.

[8]De Luca G1，Gibson CM，Bellandi F，et al.Impact of distal embolization on myocardial perfusion and survival among patients undergoing primary angioplasty with glycoproteinⅡb－Ⅲa inhibitors：insights from the EGYPT cooperation〔J〕.Thromb Thrombolysis，2010，30（1）：23－28.

[9]Clemetson KJ，Clemetson JM.Platelet GPⅠb－Ⅴ－Ⅸcomplex.Structure，function，physiology，and pathology〔J〕.Semin Thromb Hemost，1995，21（2）：130－136.

[10]Ruggeri ZM.Mechanisms initiating platelet thrombus formation〔J〕.Thromb Haemost，1997，78（1）：611－616.

[11]Liu G，F(xiàn)ang Y，Wu J.A mechanism for localized dynamicsdriven affinity regulation of the binding of von Willebrand factor to platelet glycoprotein Ibα〔J〕.J Biol Chem，2013，288（37）：26658－26667.

[12]Jung SM，Tsuji K，Moroi M.Glycoprotein（GP）VI dimer as a major collagen－binding site of native platelets：direct evidence obtained with dimeric GPVI－specific Fabs〔J〕.Thromb Haemost，2009，7（8）：1347－1355.

[13]Watson SP，Herbert JM，Pollitt AY.GPVI and CLEC－2in hemostasis and vascular integrity〔J〕.Journal of Thrombosis and Haemostasis，2010，8（7）：1456－1467.

[14]Gawaz M，Vogel S，et al.Implications of glycoprotein VI for theranostics〔J〕.Thromb Haemost，2014，112（1）：26－31.

[15]Schulz C，Leuschen NV，F(xiàn)rohlich T，et al.Identification of novel downstream targets of platelet glycoproteinⅥactivation by differ－ential proteome analysis：implications for thrombus formation〔J〕.Blood，2010，115（20）：4102－4110.

[16]Zahid M，Loyau S，et al.Design and reshaping of an scFv directed against human platelet glycoproteinⅥwith diagnostic potential〔J〕.Anal Biochem，2011，417（2）：274－282.

[17]Kling D，Stucki C，Kronenberg S，et al.Pharmacological control of platelet－leukocyte interactions by the human anti－P－selectinantibody inclacumab－preclinical and clinical studies〔J〕.Thromb Res，2013，131（5）：401－410.

[18]Thomas R，Cheng Y，Yan J，et al.Upregulation of coronary endothelial P－selectin in a monkey heart ischemia reperfusion model〔J〕.Mol Histol，2010，41（4－5）：277－287.

[19]Ying SQ，Xiang MX，F(xiàn)ang L，et al.Temporal changes in circulating P－selectin，plasminogen activator inhibitor－1，magnesium，and creatine kinase after percutaneous coronary intervention〔J〕.Zhejiang Univ Sci B，2010，11（8）：575－582.

[20]Ji LJ，Yang L，Yan Y，et al.Evaluation of myocardial ischemiareperfusion injury in mouse by molecular imaging of P－selectin with targeted contrast echocardiography〔J〕.Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2009，89（24）：1698－1701.

（本文通訊作者：張根葆）

（編輯落落）

R541

A

1001－7585（2015）19－2597－03

2015－03－24