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在血栓形成研究中,蛋白二硫键异构酶(PDI)家族部分成员已明确作用,但像内质网蛋白 29(ERp29)这类无 CXYC 基序的成员作用未知。研究人员通过构建基因敲除小鼠模型研究发现,ERp29 负向调控血小板功能和血栓形成,为血栓研究提供新视角。
在人体的生理活动中,血小板就像一群小小的 “卫士”,时刻守护着血管的健康。一旦血管出现破损,这些 “卫士” 会迅速行动起来,黏附、聚集在破损处,形成血栓,从而阻止出血。然而,血栓的形成是一个复杂的过程,受到多种因素的精细调控。在这个过程中,蛋白二硫键异构酶(PDI)家族的成员发挥着重要作用。
此前研究发现,PDI 家族中含有 CXYC 活性基序的成员,如 PDI、ERp57、ERp72 等,在血小板功能和血栓形成中扮演着明确的角色,它们共同构成了血小板活动的氧化还原调节网络。但对于 PDI 家族中那些没有 CXYC 基序的成员,比如内质网蛋白 29(ERp29),它在这一过程中是否发挥作用,又有着怎样的作用,一直是科学界尚未解开的谜团。为了深入了解这一未知领域,苏州大学和华中科技大学的研究人员开展了一项关于 ERp29 在血小板功能和血栓形成中作用的研究。
研究人员通过构建 ERp29 基因敲除小鼠模型,包括全身性敲除和血小板特异性敲除小鼠模型,利用多种实验技术,对 ERp29 的功能进行了全面探究。研究结果发表在《Thrombosis Journal》上。
在研究过程中,研究人员主要运用了基因编辑技术构建敲除小鼠模型;采用尾出血试验、激光诱导和 FeCl3诱导的动脉损伤模型以及静脉血栓模型等动物实验模型,来观察小鼠体内血栓形成情况;借助流式细胞术、免疫印迹等细胞生物学和分子生物学技术,检测血小板的各种功能指标和蛋白表达水平 。
研究人员首先检测了 ERp29 的表达情况,发现人血小板和内皮细胞中均表达 ERp29 蛋白,且人血小板中每个血小板约表达 18,900 个 ERp29 分子。随后,通过构建 ERp29 全身性敲除小鼠,研究发现该小鼠的血小板计数、体积、主要血小板表面糖蛋白表达、凝血功能以及 von Willebrand 因子(vWF)的生物合成均正常。
在血小板功能研究方面,实验结果显示,ERp29 缺陷的血小板在多种刺激下,如凝血酶、convulxin、胶原相关肽(CRP)和血栓素 A2类似物 U46619 等,其聚集能力和 ATP 释放显著增强;同时,血小板的铺展和凝块收缩过程也得到增强,这表明 ERp29 参与了整合素 αIIbβ3介导的外向 - 内向信号传导。
在体内血栓形成研究中,血小板特异性 ERp29 缺陷(Pf4-Cre/ERp29)的小鼠表现出尾出血时间缩短,在 FeCl3诱导的肠系膜动脉损伤模型和激光诱导的动脉血栓形成模型中,血小板积累和纤维蛋白沉积增加;在静脉血栓模型中,血栓的重量和长度也显著增加。这一系列结果表明,血小板来源的 ERp29 在小鼠动脉和静脉血栓形成中均发挥抑制作用。
进一步研究发现,ERp29 缺陷的激活血小板中,整合素 αIIbβ3的游离巯基含量增加,这意味着 ERp29 的作用可能与整合素 αIIbβ3亚基功能二硫键的氧化有关。然而,由于 ERp29 本身不具备氧化还原活性,其调节整合素 αIIbβ3二硫键的具体机制仍有待进一步探索。
综上所述,该研究首次揭示了 ERp29 是第一个无 CXYC 基序的负向调控血小板功能和血栓形成的二硫键异构酶。这一发现为深入理解 PDI 家族酶在血小板激活和血栓形成中的复杂调控机制提供了新的视角,为未来开发针对血栓相关疾病的治疗策略提供了潜在的新靶点,具有重要的理论意义和临床应用价值。尽管目前对于 ERp29 调节整合素 αIIbβ3的具体机制尚不明确,但此次研究成果为后续研究指明了方向,有望推动该领域的进一步发展。