人類血小板膜糖蛋白GPⅠbα研究進(jìn)展

血小板粘附和血栓形成在正常止血中，以及在急性冠狀動脈綜合征和血栓形成病變的發(fā)病機(jī)理中起主要作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞破裂后，血管性血友病因子(vWF)結(jié)合在血管內(nèi)膜下，血小板被初始捕獲，在高剪切力流體條件下，血小板膜糖蛋白GPIb/Ⅸ/Ⅴ復(fù)合物與血管性血友病因子之間可逆性粘附[1]。GPIb/Ⅸ/Ⅴ復(fù)合物由4個多肽構(gòu)成，分別為GPIbα、GPIbβ、GPⅨ和GPⅤ，均屬于富含亮氨酸重復(fù)序列的跨膜蛋白，是vWF的血小板受體，和其他分子共同參與止血和血栓形成[2]。其中，最大的多肽GPIbα行使完全的配體結(jié)合功能，GPIbα可以和固著的vWF相互作用，高剪切力激活是血小板黏附于血管壁的關(guān)鍵，GPIbα和vWF的黏附對抗快速血流的流體動力學(xué)引發(fā)血栓形成和促進(jìn)血小板的激活，闡明GPIbα功能將有助于對預(yù)防動脈血小板栓塞的探討[3]。現(xiàn)對人類血小板膜糖蛋白GPⅠbα的結(jié)構(gòu)功能及其臨床意義做如下綜述：

1 GPⅠbα重要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

血小板GPIb受體是一種由GPIbα和GPIbβ二硫化物亞單位組成的異質(zhì)二聚體，與GPV和GPIX， 在血小板膜上形成了約25000拷貝GPIb-V-IX復(fù)合物。復(fù)合物的四個成員屬于亮氨酸富集基序家族，其序列是以短串聯(lián)亮氨酸重復(fù)片段(LRRs)為主要特征[4]。糖蛋白GPIba是由位于17號染色體的基因編碼，是糖蛋白Ib/IX/V受體復(fù)合物最主要的配體結(jié)合亞單位，具有所有已知的細(xì)胞外配體結(jié)合位點(diǎn)[5]。糖蛋白Iba包含細(xì)胞外球狀區(qū)域N末端的8個富含亮氨酸串聯(lián)重復(fù)序列（LRRs），3個陰離子硫酸化酪氨酸殘基序列，一個高度糖基化的巨糖肽核心區(qū)域，以及橫跨膜序列和胞質(zhì)C末端尾巴，與vWF結(jié)合的位點(diǎn)已被定位于GPⅠbα的N-末端45 kD結(jié)構(gòu)域[6]。分離出來的GPⅠbα結(jié)構(gòu)域呈現(xiàn)出一個細(xì)長的形狀，有一個凹面和一個凸面，通過不同的結(jié)構(gòu)形成兩個末端之間的側(cè)面。N-末端部分存在一個類似手指的β-發(fā)夾結(jié)構(gòu)，它以一個Cys4和Cys17之間的二硫鍵定位在底部；C-末端部分包含一個α-螺旋和一個長環(huán)，其中的兩個二硫鍵分別在Cys209-Cys248和Cys211-Cys264[7]。C-末端的環(huán)結(jié)構(gòu)和N-末端的β-發(fā)夾結(jié)構(gòu)伸出分子的凹面，可能在配體結(jié)合上有調(diào)節(jié)功能。GPⅠbα分子中富含負(fù)電荷的Asp和Glu殘基以及3個Tyr殘基區(qū)域被認(rèn)為在調(diào)節(jié)與vWF的結(jié)合中起重要作用，以及在α-凝血酶結(jié)合中的決定性作用[8]。

糖蛋白GPIba常見的遺傳變異體和氨基酸序列改變的多態(tài)性包括：①發(fā)生堿基C/T置換，第145位密碼子由Thr(ACG)變?yōu)镸et(ATG)，與HPA-2血小板抗原系統(tǒng)有關(guān)；②位于糖蛋白Iba 巨糖肽區(qū)(Ser399-Thr411) 的可變串聯(lián)重復(fù)序列(VNTR)，存在D、C、B或A等位基因39堿基序列拷貝；③位于GPIba啟動子5'核苷酸上游區(qū)域，Kozak共同翻譯起始序列第5密碼子發(fā)生T/C置換，可能會降低GPIba的轉(zhuǎn)化效率[6]。

2 GPⅠbα的主要功能

2.1介導(dǎo)止血和血栓形成內(nèi)皮破損時，內(nèi)皮下的基質(zhì)蛋白質(zhì)包括膠原和血管性血友病因子（vWF）暴露給循環(huán)的血小板，血小板通過特有的血小板膜受體如GPⅣ或質(zhì)膜復(fù)合物GPIb/Ⅸ/Ⅴ來識別它們， 監(jiān)測血管性血友病因子(VWF)和血小板受體糖蛋白GPIbα之間的粘附是控制止血和血栓形成的一個關(guān)鍵步驟[9]。其相互作用會導(dǎo)致兩種不同的過程:生理性止血和病理性血栓形成。生理性止血是血小板粘附損傷區(qū)域，VWF通過A3區(qū)固定纖維膠原，在膠原和血小板受體糖蛋白Ibα行使媒介物的作用，GPIbα結(jié)合其主要配體VWF的A1區(qū)，通過細(xì)胞內(nèi)信號進(jìn)一步激活血小板，強(qiáng)化永久性粘連[10]。一旦粘附在內(nèi)膜下，血小板在表面伸展并釋放出顆粒中儲存的成份，并募集其他血小板到動脈損傷部位[11]。此外，vWF攜帶凝血因子Ⅷ， 除了激活血小板，還參與凝血酶的形成，介導(dǎo)纖維蛋白形成[12]。血小板與固化的可溶性VWF相互作用也可能產(chǎn)生血小板源微粒子呈現(xiàn)出促進(jìn)劑的活性，多層血小板聚集是血小板受體整合素αIIbβ3粘附于VWF和纖維蛋白原，激活血小板表面加速凝血級聯(lián)，最終形成纖維蛋白，穩(wěn)定血小板血栓[13]。

2.2參與炎癥反應(yīng)和動脈粥樣硬化形成GPIbα可以介導(dǎo)未激活的血小板與血管內(nèi)皮以及活化的白細(xì)胞相互作用[14]，通過GPIbα與血管內(nèi)皮表面表達(dá)的P-選擇蛋白結(jié)合，而中性粒細(xì)胞通過整合素 Mac-1與血小板GPIbα發(fā)生相互作用，在參與血管損傷時生物反應(yīng)至關(guān)重要，也參與了血管炎，腎小球腎炎，多發(fā)性硬化癥和血栓形成，從而佐證了幾乎所有的炎癥反應(yīng)都是血小板依賴性的假設(shè)[15]。內(nèi)皮P選擇素還支持vWF多聚體的表面表達(dá) ，與血小板血管壁相互作用，GPIbα粘附到膠原蛋白相關(guān)的vWF與血小板表面物理特性相關(guān)[16]。這些相互作用支持血小板的固定和招募白細(xì)胞、樹突細(xì)胞到受傷的內(nèi)皮組織，在炎癥反應(yīng)中促成血小板和白細(xì)胞相互作用，GPIbα不依賴P選擇素糖蛋白配體-1結(jié)合P選擇素[8]。

2.3 GPIbα-vWF交互可能誘導(dǎo)血小板凋亡糖蛋白GPIbα與血管性血友病因子(VWF)的相互作用，啟動血小板粘附，并同時觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的信號級聯(lián)，一些類似于發(fā)生凋亡信號事件，導(dǎo)致血小板聚集和血栓形成。通過流式細(xì)胞術(shù)和免疫印跡在血小板或中國倉鼠卵巢(CHO)細(xì)胞表達(dá)野生型(1b9)或突變GPIbα與VWF交互，評估凋亡事件。瑞斯西汀誘導(dǎo)GPIbα-VWF交互引起血小板凋亡事件，包括磷脂酰絲氨酸暴露，Bax 和Bak的升高，凝膠溶素的裂開，和線粒體內(nèi)跨膜電位去極化。凋亡事件利用病理剪切應(yīng)力暴露VWF給血小板，VWF和瑞斯西丁素刺激1b9細(xì)胞發(fā)生凋亡事件。研究表明GPIbα-VWF交互誘發(fā)血小板凋亡事件，并且14-3-3zeta與GPIbα細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的相互作用，對凋亡信號至關(guān)重要。這一發(fā)現(xiàn)可能闡述了血小板清除或血小板減少性疾病的新機(jī)制[17]。

3 GPⅠbα基因突變與臨床疾病相關(guān)性

3.1出血性疾病或血栓形成性疾病出血性疾病通常是由于血小板計(jì)數(shù)的減少（血小板減少癥）、無功能血小板或血小板抑制劑的應(yīng)用而導(dǎo)致。血小板減少癥是由于血小板過度破壞或者不能生產(chǎn)所引起，糖蛋白GPIba的HPA-2基因多態(tài)性可能引起同種免疫反應(yīng)，血小板輸注無效，胎母同種免疫血小板減少癥，血小板輸注后紫癜，不同的種族具有顯著的特征性[18]。過度消耗通常是因?yàn)檫M(jìn)行性血栓形成，由于血小板活性增強(qiáng)所致，例如，彌散性血管內(nèi)凝血或者由于抗血小板抗體的存在，導(dǎo)致與抗體結(jié)合的血小板從血液循環(huán)中被清除出去。HPA-2是血小板糖蛋白復(fù)合物GPIba的組成部分，堿基對的置換導(dǎo)致了表達(dá)在血小板表面膜糖蛋白的氨基酸序列的改變。自發(fā)性血小板減少性紫癜是由于存在血小板膜糖蛋白特異性抗體引起的自身免疫性血小板減少癥。這些自身抗體引起巨噬細(xì)胞和血小板抑制產(chǎn)物加快了對受損血小板的清理[19]。研究影響血小板功能的基因型多態(tài)性和等位基因頻率，即糖蛋白Ibα的Kozak，VNTR和HPA-2基因多態(tài)性，評估血小板糖蛋白在個體易感血栓性疾病和抗血栓治療效果的作用中發(fā)揮非常重要價值[20]。了解血小板粘附和活化受體所介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的特性，逐漸揭示了治療上的干預(yù)靶點(diǎn)。GPⅠb拮抗劑在動物實(shí)驗(yàn)中被證明具有抗血栓形成的效果，可阻斷GPⅠbα與vWF的相互作用，有效抑制了血小板粘附、聚集和血栓形成，具有抗血栓形成的作用，在心血管疾病防治中具有重要意義[21]。

3.2血小板型血管性血友病血小板型血管性血友病(PT-VWD)是一種罕見的常染色體顯性遺傳出血性疾病，其內(nèi)在缺陷在血小板GPⅠbα而非血管性血友病因子(VWF)，是位于富含亮氨酸重復(fù)序列和硫酸化陰離子之間二硫環(huán)(Cys209-Cys248)發(fā)生功能突變，造成VWF清除增加，血小板高度聚集[22]。PT-VWD臨床和實(shí)驗(yàn)室特征類似于常見的2b型血管性血友病，而病理生理學(xué)和分子遺傳學(xué)眾多細(xì)節(jié)上不同于2b型血管性血友病[23]。PT-VWD病人通常出現(xiàn)輕微可以耐受的黏膜和皮膚出血，可能發(fā)生于拔牙，扁桃體切除術(shù)或其他外科手術(shù)引起的大出血，這種出血的趨勢往往由于攝入抗血小板藥物引起的。實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)是輕微血小板減少癥和巨大血小板癥(可能由血小板生存期縮短和血小板周轉(zhuǎn)增加引起)，以及出血時間延長。由于循環(huán)VWF與血小板自發(fā)性結(jié)合，血液涂片觀察血小板聚集，使用血小板聚集試驗(yàn)和GPⅠbα基因分析確診PT-VWD[24]。鑒別這兩種先天性疾病很重要，對于決定如何治療也很重要。事實(shí)上，2b型血管性血友病患者通常需要輸注滅活病毒的富含VWF/FVIII血漿治療，PT-VWD患者由于其遺傳性血小板異常而引起血小板減少，需要輸注血小板治療出血。

3.3 Bernard-Soulier綜合征Bernard-Soulier綜合征(BBS)，又稱巨大血小板綜合癥，患者的血小板表面糖蛋白(GP)Ibα的表達(dá)存在典型缺陷， 突變在富含亮氨酸重復(fù)區(qū)(LRR)，導(dǎo)致vWF缺陷或結(jié)合力下降，而引起嚴(yán)重的常染色體隱性疾病。GPIba第一和第六LRR保守天冬氨酸殘基發(fā)生突變，對于GPIba分子的正確折疊有非常重要的影響。相比于第六個LRR發(fā)生突變，當(dāng)?shù)谝粋€LRR的天冬氨酸殘基突變?yōu)橘嚢彼釙r更加明顯干擾vWF綁定(包括瑞斯西丁素引起)，更強(qiáng)調(diào)了N末端LRR的重要性，觀察表明GPIba富含亮氨酸重復(fù)區(qū)(36-200氨基酸序列)在正確提呈和綁定vWF功能中扮演著關(guān)鍵角色[4]。Bernard-Soulier綜合征(BSS)是一種以低血小板計(jì)數(shù)和巨大血小板為特征的罕見遺傳性血小板凝血障礙，遺傳缺陷影響了GPⅠbα的表達(dá)和功能，影響血小板的正常大小，制約血小板功能的發(fā)揮，使之不能與VWF/膠原蛋白正常粘附，和/或無法穩(wěn)定形成血栓， 導(dǎo)致了與該疾病相關(guān)的出血問題[25，26]。

總之，控制血小板GPⅠbα功能的潛在過程非常復(fù)雜，許多問題有待研究，隨著對血小板生理學(xué)不斷深入了解，對血小板抑制作用的潛在靶點(diǎn)的發(fā)掘也將不斷加深，抑制血小板膜糖蛋白GPⅠbα的功能可能會繼續(xù)成為動脈粥樣硬化患者最重要的治療方法之一[21]。

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編輯/申磊