抗血小板聚集与信号转导

血小板激活及信号转导摘要：血小板的激活在血栓形成中起非常重要的作用，而不同的诱导剂激活血小板后通过不同的信号转导通路促进血小板聚集，本文就不同的诱导剂对血小板的激活以及在激活过程中的信号通路，作一综述。关键词：血小板激活；PAF；凝血酶；ADP；胶原；信号转导PlateletactivationandsignaltransductionAbstract:theplateletactivationplaysaveryimportantroleinthrombosis,anddifferentagonistsactivatedplateletpromotesplateletaggregationbydifferentsignaltransductionpathways,thisarticlefocusonthedifferentagonistsofplateletactivationandsignalpathwaysintheactivationprocess.Keywords:plateletactivation;PAF;thrombin;ADP;collagen;signaltransduction血小板是参与止血、凝血和血栓形成过程的主要效应细胞，早在100多年前Hayem等(1882)就发现血小板参与血栓形成和止血过程。正常循环血液中血小板处于静息状态。当血管壁受损如动脉硬化斑块破裂暴露血管内皮下基质，血小板就会通过其表面膜糖蛋白(GP)Ib与vorlWillebrand因子(vWF)结合而黏附于内皮下的胶原组织，同时通过其表面的胶原受体GPIaⅡa和GPVI直接与胶原结合，从而牢固地黏附于内皮下胶原组织。黏附的血小板或受到血小板激活剂(如胶原、凝血酶)作用的血小板会发生一系列反应，包括花生四烯酸代谢，生成血栓烷A2(TXA2)和释放出细胞内颗粒内容物二磷酸腺苷(ADP)，最后导致血小板GPⅡb–Ⅲa复合物的构型改变，形成黏附分子受体，并通过与纤维蛋白原的结合而使血小板之相互黏附、聚集成团，在血管破损处形成早期止血血栓[1]。此外通过血小板的释放产物，可进一步引起血管收缩，刺激白细胞，损伤内皮细胞，促进血液凝固，有利于血栓形成。不同诱导剂激活血小板1.凝血酶诱导的血小板激活蛋白酶激活受体(PAR)属于G蛋白耦联的受体，包括PAR-1、PAR-2、PAR-3和PAR-4。PAR-1在低浓度的凝血酶诱导的血小板激活具有高度亲和性，而PAR-4在高浓度的凝血酶作用下调节其信号转导中具有很低的亲和性，PAR-1在与凝血酶结合过程起主要作用，PAR-4则是是辅助PAR-1起作用[2]。凝血酶与PAR结合后，酶解切割受体的胞外部分，导致受体的激活，通过Gαq激活PLCβ,PLCβ活化使磷脂酰肌醇水解，产生IP3和DAG，它们作为第二信使分别动员内贮Ca2+释放到胞浆和活化PKC。PKC活化后作用于整合蛋白αIIbβ3，使其配体结合部位开放，有利于血小板聚集。在凝血酶诱导下昂丹司琼能够明显减弱p38和ERK2的磷酸化程度[3]。2.PAF诱导的血小板激活PAF受体是一种G蛋白偶联受体，PAF与细胞表面受体结合后使得G蛋白与GTP结合，进而激活磷酸肌醇特异性的磷脂酶C，催化质膜上磷脂酰肌醇水解，产生二酰甘油(DAG)和三磷酸肌醇(IP3)，后者使细胞内Ca2+升高，继之激活蛋白激酶C(PKC)和丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)，催化P38MAPK等磷酸化而发挥其生物效应[4]，另一方面PAF与受体结合后刺激Gi，使得ATP在腺苷酸环化酶作用下，水解成cAMP,进而激活PKA，最终血小板聚集。当PAF作用于PAF受体时，引起血小板活化，GPIIb/Ⅲa分子上的纤维蛋白原结合部位暴露，从而使血小板与血浆中的纤维蛋白原发生结合聚集。3.ADP诱导的血小板激活血小板聚集是通过同时激活Gq和Gi信号传导通路实现。ADP与P2Y1受体结合后，P2Y1受体与Gq蛋白耦连激活磷酯酶C从而导致Ca2+从细胞外流入细胞内，细胞内Ca2+浓度的升高激活了蛋白激酶C引起血小板变形和聚集。ADP与P2Y12受体结合，P2Y12受体与Gi蛋白藕连，抑制血小板的腺苷酸环化酶的活化，降低了血小板中cAMP的水平，诱发血小板的聚集[5]。活化后的P2Y12受体还可以作用于Gi蛋白信号通路的同时使磷酸肌醇(PI-3)激酶激活，调节P2Y1介导中的Ca2+的反应[6]，这在血小板活化中也起到了非常重要的作用。P2Y1或P2Y12受体与ADP结合后能活化p44/p42MAPK或p38MAPK[7]。4．胶原诱导的血小板激活胶原受体主要有两个：整合蛋白α2β1(又称作GPIaIIa)、糖蛋白VI(GPVI)。胶原诱导的信号转导以及GPVI的非共价结合都需要血小板的免疫受体连接部分Fc受体γ链（FcRγ）。非共价结合发生在血小板膜上的脂质筏上，该结构域富含胆固醇、鞘类磷脂和信号分子GPVI/FcRγ相互作用而完全活化。信号发生与GPVI/Fc复合物的免疫受体酪氨酸活化基序（ITAM）的酪氨酸磷酸化有关，该磷酸化由Src家族的激酶Lyn和Fyn所催化，导致Syk结合与磷脂酶C的活化，最终激活IP3，使胞内Ca2+离子浓度升高，激活PKC，进一步导致下游蛋白的磷酸化与去磷酸化。环核苷酸在胶原诱导血小板激活下抑制MAPK的活性[8]。5.TXA2诱导的血小板激活在COX作用下，花生四烯酸代谢生成前列腺素G2，再生成前列腺素H2，这些产物再转化为其他类型的PPGs产物，在血管壁中主要依赖COX-2的催化作用产生前列环素（PGI2），在血小板主要依赖COX-1和血栓素A2合成酶催化生成血栓素A2（TXA2）。而这生物活性作用相反，TXA2有强烈的血小板聚集作用，前列环素则有很强的抑制血小板聚集作用。在正常的生理状态下，循环血中TXA2和PGI2的水平处于相对平衡状态，这是维持血液循环畅通的重要因素之一。TXA2/PGI2失衡可导致血栓形成和组织缺血的一系列生理机能的改变，一旦TXA2/PGI2比值升高，就会诱发血小板聚集[9]。血小板激活信号转导及重要激酶血小板激活剂刺激受体，诱导血小板内部信号的发生，它导致细胞骨架重排、形态变化、蛋白合成和颗粒分泌，最终改变血小板受体与纤维蛋白原和GPⅡb/Ⅲa的亲和力。其实信号通过不同的G蛋白，包括Gi、Gq和G12/G13等进行传递。后继信号由以下过程所介导：磷脂酶Cβ的激活，磷脂酰肌醇水解为第二信使三磷酸肌醇（IP3）和甘油二酯（DAG），非受体蛋白质酪氨酸激酶（PTKs）的激活等，这导致许多血小板蛋白质的酪氨酸和苏氨酸磷酸化。IP3刺激钙释放并引起磷脂酶A2活化。磷脂酶A2从细胞膜上释放花生四烯酸，后者转变为TXA2。DAG激活蛋白激酶C，导致MAP激酶亚型和ERKs的激活，最终导致GPⅡb/Ⅲa的激活[10]。1.丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶它在信号级联中时间作用点稍迟于酪氨酸蛋白激酶，包括蛋白激酶A(PKA)、蛋白激酶B(PKB)、蛋白激酶C(PKC)、丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)，c-junNH2-末端激酶(JNK)、细胞外调节激酶(ERK)等。PKC是其代表，分为传统型PKC（α、β、γ）、新型PKC（δ、ε、η、θ）和非典型PKC（ξ、ι/λ）三个亚家族，传统型PKC由Ca2+条件下DAG激活，新型PKC却不依赖Ca2+浓度，非典型PKC不依赖Ca2+浓度和DAG，PKC的各个亚型不同的调节血小板功能[11]。凝血酶、PAF、TXA2等通过一系列反应使胞浆Ca2+浓度升高并活化PKC，进而激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK)，使特异的底物蛋白，包括板影蛋白和肌球蛋白轻链(MLC)的丝/苏氨酸残基磷酸化，诱导GPIIb/Ⅲa簇集和构象改变，使几何结合位点暴露，血小板通过Fg桥联而聚集。PKB涉及P13-K信号，PKA参与环磷酸腺苷(cAMP)-依赖的信号转导。MAPK作用较晚，包括ERK1，ERK2，p38MAPK和JNK应激激活的蛋白激酶(SAPK)几个家族成员。磷酸化的MAPK的酶被称作MAPK激酶(MAPKK)，同样，磷化MAPKK的酶被称作MAPKK激酶(MAPKKK)。MAPK家族成员常作用于信号转导和转录激活因子(STAT)，后者进入细胞核，调节基因转录。但由于血小板没有核，MAPK和STAT在血小板信号转导中的作用仍令人质疑。没食子酸在剂量依赖的方式下降低ADP诱导的血小板p38和ERK的磷酸化水平[12]。2.磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)P13-K是一种磷脂酶，110×103的催化亚基p110和一个相对分子量为85×103的调节亚基p85构成。对应的受体被配体激活后，结合并激活p85，而后p110被募集到膜附近，与p85结合形成异源二聚体而活化，催化膜表面的磷酸肌醇二磷酸生成磷酸肌醇三磷酸。在血小板的激活过程中，磷酸肌醇3激酶（PI3K）发挥了很重要的作用。Akt（又名蛋白激酶B）是一个57000道尔顿大小的丝氨酸-苏氨酸激酶,是PI3K下游的一个重要分子，Akt的磷酸化是PI3K通路激活的标志。在人体中，已发现至少有3种不同的Akt亚型，它们是Akt1,Akt2,和Akt3，有研究表明人血小板中最主要的Akt亚型是Akt1。一旦PI3K被激活，Akt就会在苏氨酸和丝氨酸的调节位点发生磷酸化(Akt-1,Thr308/Ser473;Akt-2,Thr309/Ser474)。银杏内酯通过抑制PI3K/Akt通路活化减少血小板释放CD40L[13]。3.cAMP-PKA血小板内的ATP在腺苷酸环化酶（AC）的催化下生成cAMP，cAMP通过cAMP依赖蛋白激酶PKA调节血小板功能，血小板聚集本质上是一个Ca2+的纤维蛋白原桥连过程，血小板聚集功能受到血小板内的cAMP含量调节，当cAMP含量增加，可以激活蛋白激酶PKA，使其蛋白磷酸化[14]；可以兴奋钙泵并抑制Ca2+从储库中释放，从而抑制血小板的聚集；同时胞浆Ca2+浓度的降低，可以减少磷脂酶C（PLC）和磷脂酶A2（PLA2）的激活，从而抑制磷脂酰肌醇二磷酸水解为三磷酸肌醇及AA的释放[15]。腺苷酸环化酶激活剂和选择性血小板磷酸二酯酶抑制剂均可增加血小板内cAMP含量，抑制血小板聚集。小结不同的激活剂结合其对应受体激活血小板，再通过不同的信号转导通路引起血小板黏附、聚集，最终导致血栓的形成，我们可以通过调节血小板激活过程中的不同信号通路以及蛋白激酶等，抑制血小板的聚集，从而抑制血栓形成，有助于对心脑血栓的治疗。参考文献：[1]吴小平，刘放.抗血小板聚集药物研究进展[J].西北药学杂志.2009,24,(4):327-330[2]WuChin-Chung,TengChe-Ming.ComparisonoftheeffectsofPAR1antagonists,andtheircombinationsonthrombin-inducedhumanplateletactivation[J].EuropeanJournalofPharmacology.2006,546:142-7[3]LiuFu-Chao,LiouJiin-Tarng,LiaoHsiang-Rueietal.Rheanti-aggregationeffetsofondansetrononplateletsinvolveIP3signalingandMAPkinase,butnot5-HT3-dependentpathways[J].ThrombosisResearch.2012,130,84-94[4]FedericoIovino,MatthijsC.Brouwer,DiederikvandeBeeketal.Signallingorbinding:theroleoftheplatelet-activatingfactorreceptorininvasivepneumococcaldisease[J].CellularMicrobiology.2013,1-12[5]龙厚元，代伟，宋玉强.血小板膜