从裸体方格星虫中发现的新型溶栓酶：打破传统局限，开启血栓治疗新篇

目前血栓性疾病威胁全球健康，传统溶栓疗法依赖纤溶酶原（plasminogen），存在诸多局限。研究人员从裸体方格星虫中开展了对新型溶栓酶 snFPITE 的研究。结果发现其无需纤溶酶原即可溶栓，且安全性良好。这为血栓治疗提供了新方向。

　　在当今社会，血栓性疾病如同潜伏在人体中的 “定时炸弹”，严重威胁着人们的健康，尤其是在新冠疫情后的时代，其危害愈发凸显。传统的溶栓疗法主要依赖组织型纤溶酶原激活剂（tPA）等，通过将纤溶酶原转化为纤溶酶来溶解血栓。然而，这一过程存在诸多问题。一方面，多数血栓患者体内的纤溶酶原存在表达不足、突变或构象改变的情况，导致经典的纤溶酶原 - tPA - 纤维蛋白三元复合物难以形成，极大地削弱了溶栓效果。另一方面，传统溶栓过程中会产生大量的纤维蛋白降解产物，如 D - 二聚体，其不仅会增加血液粘度，还会对溶栓过程产生负面反馈，进一步阻碍血栓的溶解。因此，开发一种新型的、高效且安全的溶栓药物迫在眉睫。

华侨大学等机构的研究人员肩负着攻克这一难题的使命，深入探索，从海洋生物裸体方格星虫（Sipunculus nudus）中发现了一种兼性不依赖纤溶酶原的溶栓酶（snFPITE）。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为血栓治疗领域带来了新的曙光。

研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在样本获取上，采集了患者的血浆样本以及实验动物（小鼠、大鼠等）的相关样本。通过色谱技术对 snFPITE 进行分离纯化，利用 SDS-PAGE、高分辨率质谱（HRMS）和超高效液相色谱（UHPLC）等技术分析其分子特征。借助多种实验模型，如大鼠颈动脉血栓模型、小鼠尾血栓模型等，评估其溶栓活性和安全性。还运用基因测序技术鉴定 snFPITE 的基因序列，并通过重组表达技术验证其功能。

下面来看具体的研究结果：

1. snFPITE 激活纤溶酶原和降解纤维蛋白（原）的高效性：研究人员从裸体方格星虫的新鲜肠液中成功分离出 snFPITE 蛋白样本。经分析，它是一种分子量为 24.925 kD 的小单体蛋白，这一特性使其相较于传统的纤溶酶（90 - 93 kD），具有更强的通透性和穿透能力，理论上更有利于快速溶解血栓。实验表明，snFPITE 激活纤溶酶原和降解纤维蛋白的能力远超重组 tPA（rtPA）或纤溶酶，能在 3 小时内完全降解纤维蛋白和纤维蛋白原的 Aα、Bβ 和 γ 链。此外，snFPITE 还具有出色的热稳定性，在 37°C 孵育 90 天或 40°C 孵育 96 小时后，其纤溶活性无明显下降，且在 pH 5.0 - 9.0 的范围内具有良好的适应性。
2. snFPITE 有效溶解血栓：在大鼠颈动脉血栓模型和小鼠尾血栓模型实验中，snFPITE 均展现出显著的抗血栓效果。与生理盐水对照组相比，snFPITE 能有效改善颈动脉血流，且在低至 0.9 mg/kg 的剂量下就能发挥作用。通过全血晕圈试验建立的溶血栓曲线显示，snFPITE 的激活时间短（At<10 min），尽管其最大溶血栓率（CLRmax）与 rtPA 无显著差异，但 50% 溶解时间（T0.5≈120 min）更长。同时，snFPITE 对凝血系统具有促纤溶作用，能显著延长健康小鼠的凝血指标（如凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间和凝血酶时间），且对血栓的保护作用优于 rtPA。此外，snFPITE 还能降低血液中高浓度的 D - 二聚体水平，虽然其具体机制有待进一步探索，但这一现象暗示了它可能具有比纤溶酶更广泛的底物特异性。
3. snFPITE 是一种可注射的溶栓剂：为评估 snFPITE 作为注射用溶栓剂的可行性，研究人员对其进行了系统分析。实验显示，静脉注射后，snFPITE 在 10 分钟内迅速分布到循环系统，并逐步在心脏、肝脏和肾脏富集，但无法穿过血脑屏障。其在血液中的浓度在注射后 10 分钟达到峰值，随后逐渐下降并在 8 小时内保持稳定，较长的半衰期有助于维持血液中的有效浓度。在毒性方面，无论是在 293 细胞系实验还是小鼠模型实验中，snFPITE 都表现出良好的安全性，与 rtPA 相当。
4. snFPITE 激活纤溶酶原和降解纤维蛋白（原）的多位点切割方式：研究发现，snFPITE 与纤溶酶原之间存在直接相互作用，能在多达 22 个位点切割纤溶酶原，生成一种类似于纤溶酶蛋白酶结构域的 26.83 kD 的游离纤溶活性因子（Flaa），而非传统的纤溶酶。Flaa 更小的分子尺寸使其更容易穿透血栓，促进血栓内部的溶解。通过对 snFPITE 晶体结构的解析，发现其催化三联体由His44、Asp91和Ser189组成，与其他已知的纤溶酶或相关蛋白存在差异，这可能是其底物特异性较弱的原因。同时，snFPITE 与纤维蛋白原也能直接结合，其结构特点使其具有更广泛的底物选择性，能够溶解 D - 二聚体。
5. PAI1 和 A2AP 对 snFPITE 的竞争性抑制作用：纤溶酶原激活剂抑制剂 1（PAI1）和 α2 - 抗纤溶酶（A2AP）是 tPA 和纤溶酶的主要抑制剂。研究表明，PAI1 对 snFPITE 切割纤溶酶原的影响较小，但会轻微抑制 Flaa 的生成和纤维蛋白（原）的降解；A2AP 则会抑制 snFPITE 对纤维蛋白（原）和纤溶酶原的切割。进一步研究发现，PAI1 和 A2AP 主要抑制纤维蛋白（原）的 Bβ 和 γ 链的切割，而非 Aα 链。snFPITE 与 PAI1 和 A2AP 之间的相互作用方式，使其具有较低的血浆 - 蛋白结合能力和较长的血液循环半衰期，同时还赋予了它一定的纤维蛋白（原）感知能力。
6. 裸体方格星虫中 snFPITE 候选序列的鉴定：通过分子克隆、全基因组和转录组测序等技术，研究人员在裸体方格星虫中鉴定出了 28 个候选 snFPITE 序列，其中 10 个被确认为功能基因。这些基因在不同组织中的表达具有特异性，且部分基因会受到外源性刺激（如铵盐、血栓、硫化物等）的调控。同时，研究还发现了与 PAI1、A2AP、tPA 和尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA）等相关的同源基因，进一步揭示了 snFPITE 在裸体方格星虫体内的复杂调控机制。

在研究结论和讨论部分，snFPITE 的发现为血栓治疗提供了新的思路和潜在药物。它打破了传统溶栓疗法对纤溶酶原的依赖，能将纤溶酶原切割成更小的 Flaa，提高了溶栓效率和穿透能力。同时，其对 D - 二聚体的降解能力也解决了传统溶栓疗法的一大难题。尽管 snFPITE 的广泛蛋白酶活性可能会带来潜在的出血风险，但总体而言，其安全性与 rtPA 相当，且具有良好的生物安全性和生物相容性，尤其是作为一种源自可食用海洋生物的蛋白，具有很大的应用潜力。此外，snFPITE 与 PAI1 和 A2AP 的独特相互作用方式，使其在体内的药代动力学特性更具优势，有望成为一种理想的血栓治疗药物。然而，目前仍有一些问题需要进一步研究，如 snFPITE 与 A2AP 之间的竞争抑制机制细节，以及其在长期临床应用中的安全性和有效性评估等。相信随着研究的不断深入，snFPITE 将为血栓性疾病的治疗带来更多的希望和突破。