半乳糖凝集素在血栓形成中作用研究進(jìn)展

張藝嚴(yán)，徐士雪，郭曉鐘，祁興順

1.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 消化內(nèi)科，遼寧 沈陽 110016；2.中國醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧 沈陽 110013

生理狀態(tài)下，血液中的凝血系統(tǒng)和抗凝系統(tǒng)(纖溶系統(tǒng))處于動(dòng)態(tài)平衡，既保證血液的潛在凝血性，又保持血液的流動(dòng)性；病理?xiàng)l件下，凝血系統(tǒng)過度激活，觸發(fā)血小板活化、凝血因子激活和凝血級聯(lián)反應(yīng)啟動(dòng)等凝血過程，介導(dǎo)血栓形成[1]。血栓形成是指血液中的有形成分在血管內(nèi)形成栓子，部分或完全堵塞血管，使相應(yīng)部位發(fā)生供血障礙的病理過程[2]。動(dòng)脈血栓常發(fā)生在高剪切應(yīng)力的血管中，主要由血小板和少量的纖維蛋白或少量的紅細(xì)胞(白色血栓)組成；而靜脈血栓形成于血流速度緩慢或淤滯血管中，主要由紅細(xì)胞和纖維蛋白(紅色血栓)組成[3]。

半乳糖凝集素(galectins，Gals)是一種動(dòng)物凝集素，分子量14～35 KDa，在多種疾病的發(fā)病機(jī)制及預(yù)后評估中發(fā)揮著潛在作用[4]。Gals至少有1個(gè)碳水化合物識別域(carbohydrate recognition domains，CRD)[4]。根據(jù)CRD的數(shù)量，可將Gals分為3類：(1)原型，僅含有1個(gè)CRD，多以單體或同型二聚體的形式存在，如Gal-1、Gal-2、Gal-5、Gal-7、Gal-10、Gal-11、Gal-13、Gal-14和Gal-15；(2)串聯(lián)-重復(fù)型，含2個(gè)不同的CRD，其上有2個(gè)碳水化合物結(jié)合位點(diǎn)，如Gal-4、Gal-6、Gal-8、Gal-9和Gal-12；(3)嵌合型，包含1個(gè)CRD和1個(gè)富含脯氨酸、甘氨酸的N末端區(qū)域(約120個(gè)氨基酸)，可通過N端與多價(jià)碳水化合物結(jié)合形成五聚體，Gal-3是唯一的嵌合型Gals[4-6]。Gals可參與多種生物功能，包括調(diào)節(jié)固有及適應(yīng)性免疫反應(yīng)、癌細(xì)胞遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展等[7-9]。有研究報(bào)道，Gals可能在血栓形成過程中發(fā)揮重要作用，現(xiàn)有研究多集中在Gal-1、Gal-3和Gal-8[10-12]。因此，本文著重闡述Gal-1、Gal-3和Gal-8參與血栓形成的多種途徑，旨在為血栓栓塞性疾病的防治提供新思路。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 Galectin-1與血栓形成

血小板激活在正常止血過程中發(fā)揮重要作用，但其過度激活可引發(fā)血栓形成，甚至血栓栓塞血管[6]。動(dòng)物研究顯示，Gal-1基因敲除小鼠與野生型小鼠相比，中位斷尾出血時(shí)間顯著延長[(104.0±7.8)s vs.(65.0±2.8)s，P<0.000 2]，故Gal-1可能影響血小板參與的止血過程[10]。Gal-1可通過αⅡb亞基與血小板表面整合素αⅡbβ3結(jié)合形成晶格，激活“由內(nèi)向外”信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促使血小板表面的整合素αⅡbβ3從低親和/靜息狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哂H和/活動(dòng)狀態(tài)，誘導(dǎo)整合素αⅡbβ3的新表位暴露，活化血小板[6,10]。活化的血小板與纖維蛋白原和血管性血友病因子(von willebrand factor，vWF)結(jié)合，使脾酪氨酸激酶(spleen tyrosine kinase，Syk)、蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)、磷脂酶C(phospholipase C，PLC)-γ2以及β3亞基發(fā)生酪氨酸磷酸化和激活，觸發(fā)“由外向內(nèi)”信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)血小板聚集及血凝塊回縮[6,10,13]。Gal-1觸發(fā)的血小板活化也涉及到細(xì)胞骨架的形態(tài)改變，如F-肌動(dòng)蛋白聚合引發(fā)的細(xì)胞形成絲狀偽足和片狀偽足，可使血小板發(fā)生伸展及聚集[14]。同時(shí)，血小板也可促進(jìn)Gal-1的表達(dá)，形成正反饋循環(huán)，放大Gal-1在血栓形成中的作用[14]。

Gal-1還可誘導(dǎo)血小板釋放vWF和表達(dá)P-選擇素，促進(jìn)血栓形成[6]。vWF和P-選擇素是儲存于血小板α-顆粒和內(nèi)皮細(xì)胞Weibel-Palade小體中的糖蛋白[6]。vWF可介導(dǎo)血小板-內(nèi)皮細(xì)胞、血小板-血小板相互作用而促進(jìn)血小板粘附和聚集，也可間接作為凝血因子Ⅷ的特異性載體使其免受活化蛋白C催化水解，維持凝血酶生成[15-16]。P-選擇素則可誘導(dǎo)單核細(xì)胞表達(dá)組織因子(tissue factor，TF)，后者與凝血因子Ⅶa結(jié)合而成的復(fù)合物可啟動(dòng)外源性凝血途徑，促進(jìn)血栓形成[17-18]。除直接參與血栓形成外，Gal-1還可以Ca2+依賴的方式誘導(dǎo)血小板源性的促凝微粒表達(dá)磷脂酰絲氨酸，為凝血酶復(fù)合物提供催化表面，間接激活凝血級聯(lián)反應(yīng)[14]。

2 Galectin-3與血栓形成

Gal-3參與血栓形成，且與血栓栓塞性疾病的發(fā)生有關(guān)，或可作為評估血栓性疾病的新型標(biāo)志物[11,19]。動(dòng)物研究顯示，Gal-3基因敲除小鼠的血栓質(zhì)量比野生型小鼠輕33%(P=0.006 1)[20]。另有研究顯示，Gal-3水平與小鼠下腔靜脈血栓質(zhì)量呈正相關(guān)(r2=0.77，P<0.05)[11]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3水平與靜脈血栓栓塞(venous thromboembolism，VTE)的發(fā)生率呈正相關(guān)[21]。

炎癥反應(yīng)在血栓形成中發(fā)揮重要作用，促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素6(interleukin-6，IL-6)可誘導(dǎo)單核細(xì)胞表達(dá)豐富的TF，激活凝血級聯(lián)反應(yīng)[22]。小鼠下腔靜脈血栓中的Gal-3水平與IL-6水平呈正相關(guān)(r2=0.81，P<0.05)[11]。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者Gal-3可刺激滑膜和皮膚成纖維細(xì)胞產(chǎn)生IL-6[23]。人神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的腫瘤細(xì)胞可分泌Gal-3結(jié)合蛋白，與骨髓間充質(zhì)細(xì)胞中的Gal-3結(jié)合，使骨髓間充質(zhì)細(xì)胞中IL-6水平上調(diào)[24]。此外，腫瘤患者還可使Gal-3水平升高，誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌IL-6[25]。綜上可見，Gal-3可能通過釋放IL-6，誘導(dǎo)血栓形成。

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)生纖維帽破裂后，斑塊內(nèi)TF和膠原蛋白暴露在血流中，可引發(fā)血小板粘附、活化以及凝血級聯(lián)反應(yīng)[3]。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂多發(fā)生于斑塊不穩(wěn)定區(qū)域[26]。人動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定區(qū)域的Gal-3水平顯著升高，可推測Gal-3可能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定[27]。有研究報(bào)道，Gal-3可能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞釋放并激活基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2，MMP-2)，進(jìn)而降解細(xì)胞外基質(zhì)和纖維帽，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂[28-31]。同時(shí)，MMP-2還可增強(qiáng)血小板激動(dòng)劑的作用，促進(jìn)血小板激活[31]。因此，Gal-3還可能通過促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂而誘導(dǎo)血栓形成。

3 Galectin-8與血栓形成

與Gal-1功能相似，Gal-8也可直接激活血小板或通過誘導(dǎo)血小板vWF的釋放以及P-選擇素的表達(dá)促進(jìn)血栓生成[12]。不同于Gal-1與αⅡb亞基結(jié)合，Gal-8可通過GPⅠb與GPIb-Ⅸ-Ⅴ復(fù)合物結(jié)合，激發(fā)其下游信號Src、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol3-kinase，PI3K)/Akt和PLC-γ2，誘導(dǎo)血小板活化[6,12,14]。因二者觸發(fā)的下游信號不同，Gal-8誘導(dǎo)血小板活化的效力是Gal-1的10倍[12]。同時(shí)，凝血酶刺激后的血小板也可表達(dá)Gal-8，形成正反饋循環(huán)，加強(qiáng)血栓形成[12]。此外，Gal-8也可介導(dǎo)巨核細(xì)胞從血漿中攝取凝血因子Ⅴ(coagulation factor Ⅴ，F(xiàn)Ⅴ)，并促進(jìn)FⅤ進(jìn)入血小板α-顆粒，儲存在血小板α-顆粒中的FⅤ與血漿中的FⅤ同為凝血因子Ⅹ的輔助因子，但其比血漿中FⅤ的凝血酶生成作用更強(qiáng)，更易激活凝血級聯(lián)反應(yīng)[32-33]。因此，Gal-8可通過血小板直接或間接途徑激活血栓形成。

4 結(jié)語

血栓形成是缺血性心臟病、缺血性腦卒中和VTE等血管性疾病的常見病理學(xué)基礎(chǔ)[34]。Gal-1、Gal-3和Gal-8可能通過激活血小板、誘導(dǎo)炎癥發(fā)生及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂等途徑參與血栓形成，故未來可開展高質(zhì)量臨床研究以評估其用于診斷血栓栓塞性疾病以及作為抗凝治療的潛在藥物靶點(diǎn)的價(jià)值。