骨髓微循环血液通过调控肝素酶-TF复合物影响成骨细胞与内皮细胞的止血平衡及血管生成

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对骨髓(BM)与外周血(PB)微循环对骨组织止血平衡的调控机制展开探索。研究人员通过对比BM与PB对成骨细胞和内皮细胞(HUVECs)的作用,发现BM血浆显著降低肝素酶(heparanase)、组织因子(TF)等促凝因子表达,同时增强内皮细胞增殖和血管形成能力。研究首次揭示BM微循环通过抑制肝素酶-TF复合物维持骨组织低凝血状态,并促进血管新生,为骨修复和抗血栓治疗提供新靶点。关键发现包括:肝素酶衍生肽16AC可逆转BM血浆的抑制效应,而TFPI-2衍生肽6能增强其作用。

  

骨骼与骨髓共享同一套血液供应系统,这种独特的解剖结构暗示两者可能存在功能协同。然而,骨髓疾病常伴随骨质流失,但骨骼状态如何反作用于骨髓功能却鲜为人知。更关键的是,不同器官微循环存在显著的止血参数差异——肝素酶(heparanase)、组织因子(TF)、TF途径抑制物(TFPI)和TFPI-2等分子在肝脏、肺脏中表达较低,而在皮下组织中较高。这种器官特异性调控模式是否也存在于骨组织?以色列Rambam医疗中心的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究给出了答案。

研究团队采用骨科手术中获取的14例患者配对的骨髓和外周血样本,通过ELISA、免疫染色和管形成实验等技术,系统比较了两者对成骨细胞(由间充质干细胞MSCs分化)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的影响。关键实验包括:碱性磷酸酶(ALKP)染色验证成骨细胞分化,XTT法检测细胞增殖,以及肝素酶促凝活性测定等。

成骨细胞分化伴随止血参数下调
通过ALKP和茜素红染色确认MSCs成功分化为成骨细胞后,免疫染色显示分化后细胞中heparanase、TF、TFPI和TFPI-2表达显著降低,提示成骨细胞天然具备低凝血活性的特征。

骨髓血浆的独特生物学效应
ELISA检测发现BM血浆中heparanase水平较PB降低23%,ALKP活性却升高3倍。当用BM血浆处理成骨细胞时,其heparanase促凝活性和TF表达均被抑制,而PB血浆则显著提升这些指标。这种抑制效应可被heparanase促凝肽16AC部分逆转,而抑制肽6能进一步强化BM血浆的作用。

促血管生成的双向调节
BM血浆使HUVECs增殖率提升40%,管形成数量增加2倍,且该效应可持续1周以上。值得注意的是,肽16AC能增强BM血浆的促增殖作用,而肽6对其影响有限,暗示BM血浆的促血管生成效应可能通过非heparanase-TF通路实现。

这项研究首次阐明骨髓微循环通过维持低heparanase-TF活性创造利于骨再生的微环境,同时通过独立机制促进血管新生。临床意义上,发现heparanase-TF相互作用肽(16AC和6)可精准调控该平衡,为骨修复和抗凝治疗提供新策略。例如,创伤后局部应用肽6可能加速愈合,而系统性使用肽16AC或有助于改善骨质疏松。研究还提示,恶性肿瘤等伴随heparanase升高的疾病可能优先破坏骨微循环,这为解释癌性骨痛提供了新视角。未来需探索BM血浆中除heparanase外的其他调控因子,以及该机制在年轻个体和不同激素状态下的变化规律。

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