坏死性凋亡触发组织因子胞外域脱落生成可溶性组织因子是炎症与病毒感染相关血栓形成的关键机制

时间:2025年9月13日
来源:Cell Research

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本研究针对炎症和病毒感染中异常血栓形成机制不明的难题,揭示了坏死性凋亡通过ADAM蛋白酶切割膜结合型组织因子(fTF)产生新型可溶性组织因子(sTF)的关键途径。研究人员通过构建特异性抗体和基因敲入小鼠模型,证实sTF具有强促凝活性且是血栓形成的主要介质,为血栓性疾病提供了新型诊断标志物和特异性治疗策略。

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在心血管疾病和感染性疾病中,异常血栓形成是导致患者死亡的重要病理过程。组织因子(Tissue Factor, TF)作为凝血过程的主要启动子,传统认为其功能依赖于细胞膜锚定的全长形式(full-length TF, fTF)。然而在炎症和病毒感染等病理状态下,血栓形成的具体分子机制尚未明确,特别是坏死性凋亡(necroptosis)这种程序性细胞死亡方式是否参与其中仍不清楚。

为解答这一科学问题,Peixing Wan等研究人员在《Cell Research》发表了创新性研究成果。他们发现坏死性凋亡过程中,ADAM蛋白酶家族成员被激活,特异性切割fTF的第211位苏氨酸和212位缬氨酸(T211-V212),产生一种新型可溶性组织因子(soluble TF, sTF)。这种sTF与以往认识的胞外域(EctoTF)或选择性剪接变体(asTF)截然不同,具有完整的促凝活性。

研究团队综合运用了多种关键技术方法:建立TNF-α和z-VAD-FMK(TZ)诱导的小鼠炎症模型和MHV病毒感染的病毒模型;通过CRISPR-Cas9技术构建TF基因T211E/V212E敲入(EE KI)小鼠;开发特异性识别sTF新表位的抗体;采用蛋白质脂质结合实验、凝血活性测定(PCA)和凝血时间(PT)测定等功能分析方法;以及对人COVID-19患者血浆样本进行分析。

研究结果方面:

Necroptosis is crucial for thrombosis in mouse inflammation model

通过TZ诱导的坏死性凋亡炎症模型发现,野生型小鼠出现显著血栓形成标志物改变(纤维蛋白原下降、D-二聚体和TAT复合物升高)和器官内血栓,而MLKL基因敲除小鼠则未出现这些现象,表明坏死性凋亡对血栓形成至关重要。

Soluble TF mediates necroptosis-dependent hypercoagulation

研究发现血浆促凝活性主要来源于sTF而非微囊泡(MVs)相关的fTF。去除MVs后,TZ处理小鼠血浆仍保持高促凝活性,且这种活性可被TF抗体中和。

Necroptosis prompts the release of sTF from monocytes/macrophages in vivo

通过氯膦酸盐脂质体清除单核/巨噬细胞实验证实,sTF主要来源于这类细胞。在髓系特异性TF敲除小鼠中,TZ处理无法诱导sTF产生。

The sTF is shed from cell surface by ADAMs

研究证实ADAM10/17蛋白酶负责切割fTF产生sTF。使用抑制剂GW280264X(GW)或构建抗切割的EE突变体均能阻断sTF生成。

The sTF has similar coagulation activity to the fITF

功能实验表明sTF具有与fTF相当的促凝活性,远高于EctoTF和asTF。其活性依赖于C末端结构域与磷脂酰丝氨酸(PS)的结合能力。

Suppressing shedding of fITF prevented thrombosis in the necroptosis-induced inflammation model

使用ADAM抑制剂GW或EE KI小鼠均能显著抑制TZ诱导的血栓形成,改善小鼠生存率,证明靶向sTF生成是有效的抗血栓策略。

Inhibiting sTF production alleviates thrombosis caused by viral infection

在MHV病毒感染模型和COVID-19患者血浆中均检测到sTF存在,证实该机制在病毒感染相关血栓形成中同样发挥关键作用。

研究结论强调,坏死性凋亡通过ADAM蛋白酶切割fTF产生的sTF是炎症和病毒感染中血栓形成的主要介质。这一发现革新了对TF功能形式的认知,揭示了sTF作为一种新型血栓形成标志物的诊断价值,并提出了通过抑制坏死性凋亡或ADAM蛋白酶活性来特异性治疗血栓性疾病的新策略,这种策略具有不影响正常止血过程的独特优势。

该研究不仅阐明了坏死性凋亡与血栓形成之间的分子联系,还为COVID-19等病毒感染相关血栓并发症提供了机制解释和治疗方向,具有重要的临床转化价值。

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