凝血酶在血管重塑中的作用機制

在各種因素的刺激下，血管平滑肌細胞(VSMCs)從可收縮的非合成表型轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢墒湛s的合成表型，并伴隨著從中膜到內(nèi)膜的遷移是血管重塑的直接原因。若能闡明VSMCs在血管損傷時的表型和功能改變的信號機制，就可能會發(fā)現(xiàn)預(yù)防和改善這類血管疾病的治療藥物。目前人們認為，凝血酶在動脈粥樣硬化病變和再狹窄的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，并通過多種方式參與這一過程。來自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外心血管病醫(yī)院中心實驗室的曹慧青博士，在會議上報告了她剛剛在美國田納西大學(xué)完成的關(guān)于凝血酶在血管重塑過程中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究成果。

曹慧青博士介紹說，血管損傷后的過度炎癥反應(yīng)是某些血管增殖性疾病（如動脈粥樣硬化和再狹窄）發(fā)生的根本原因。它主要表現(xiàn)為血管壁的增厚，血管平滑肌細胞的遷移和增殖。多種細胞類型（如功能不良的內(nèi)皮細胞和各種炎性細胞等）通過分泌不同的因子參與這一過程。這些因子對靶細胞具有促增殖和化學(xué)趨化作用，而最終導(dǎo)致管壁增厚的共同靶細胞是血管平滑肌細胞。

凝血酶在血管受損的急性期即可出現(xiàn)，并在整個血管損傷的形成過程中持續(xù)高表達，是這一過程的一個重要介質(zhì)。凝血酶還可影響血管內(nèi)皮細胞功能，尤其對血管平滑肌細胞的生長起調(diào)節(jié)作用，它還是平滑肌細胞強效促有絲分裂原和化學(xué)趨化劑。凝血酶在血管病變中的作用是通過激活不同類型細胞表面的凝血酶受體來實現(xiàn)的。然而，目前對于其激活血管平滑肌細胞的機制還有待闡明。

為了尋找凝血酶誘導(dǎo)的血管平滑肌細胞增殖、遷移中的重要信號通路，曹慧青博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組根據(jù)以往實驗所獲得的線索，提出了新的實驗假說，即在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（STATs）家族中，STAT-5參與凝血酶誘導(dǎo)的血管平滑肌細胞的增殖和遷移，而堿性成纖維生長因子FGF-2和熱休克蛋白Hsp27是此信號途徑的下游效應(yīng)分子。為了驗證這一假說，他們采用經(jīng)典的免疫共沉淀、電泳遷移率實驗、報告基因氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶活性測定等方法，確證凝血酶激活STAT-5；他們在基因和蛋白水平上確認了凝血酶誘導(dǎo)效應(yīng)分子FGF-2和Hsp27的表達；他們用過表達功能域缺失體的手段阻斷STAT-5的通路，發(fā)現(xiàn)這樣可同時阻斷FGF-2和Hsp27的表達，并幾乎完全抑制了凝血酶對VSMCs遷移和增殖功能的激活作用；通過免疫熒光技術(shù)他們發(fā)現(xiàn)，Hsp27和肌動蛋白actin在細胞內(nèi)的相互作用也被STAT-5B阻斷。

為了進一步確認新發(fā)現(xiàn)的效應(yīng)分子Hsp27的作用，曹慧青博士等利用小干擾RNA技術(shù)直接敲減Hsp27的表達，從而證明該效應(yīng)分子對血管平滑肌細胞功能的影響是十分肯定的，進而明確了新信號通路Stat-5B-Hsp27-FGF-2在凝血酶誘導(dǎo)的血管平滑肌細胞增殖、遷移中的作用。曹慧青博士等還對該信號通路與已知其它信號通路的關(guān)系作了進一步探討，發(fā)現(xiàn)它們之間存在相互串?dāng)_現(xiàn)象，進而為影響血管平滑肌細胞遷移和增殖的信號傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)繪制了新的結(jié)點。同時他們認為，通過這些信號途徑，凝血酶促進了動脈粥樣硬化病變和再狹窄的發(fā)生、發(fā)展。

該研究闡明了凝血酶在動脈粥樣硬化病變和再狹窄等疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用機制，發(fā)現(xiàn)了凝血酶激活血管平滑肌細胞的新的信號途徑和效應(yīng)分子——從理論上講，凝血酶及其信號通路上的重要節(jié)點都可能成為臨床治療的“靶點”，即通過阻斷凝血酶及其信號途徑，達到預(yù)防和治療以血管增生為基本病變基礎(chǔ)的心腦血管疾病。

上述研究成果是對血管平滑肌細胞在血管損傷后激活機制問題的回答，為血管生物學(xué)的發(fā)展作出了貢獻。該研究的相關(guān)論文已分別發(fā)表在今年4月份的國際權(quán)威雜志《循環(huán)研究》和今年1月份的《美國生理學(xué)雜志》上。