激活磷酸戊糖途径改善血小板储存损伤及保存质量的关键机制研究

本研究针对血小板储存损伤（PSLs）导致的输血疗效下降问题，通过代谢组学分析发现磷酸戊糖途径（PPP）和花生四烯酸代谢通路在储存期间显著激活。研究人员利用G6PD（葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）抑制剂/激活剂及巨核细胞/血小板特异性G6pd?/? 小鼠模型，证实G6PD通过调控线粒体功能（mtROS）和磷脂酰丝氨酸外化影响血小板质量，为临床延长血小板保存期提供了新靶点。

　　

血小板输血是治疗血液病、癌症等疾病的重要手段，但血小板在体外储存时会发生不可逆的功能损伤，称为血小板储存损伤（PSLs）。这些损伤包括线粒体功能障碍、氧化应激加剧、细胞凋亡标志物增加等，导致输血后血小板存活率显著降低。目前临床血小板保存期限仅5天，且储存期间质量持续下降，成为制约输血疗效的瓶颈。尽管既往研究提示代谢异常与PSLs相关，但具体调控机制和干预策略仍不明确。

上海市血液中心等机构的研究人员通过非靶向代谢组学技术，系统分析了6名健康捐献者单采血小板在1、3、5天储存期的代谢变化。研究发现磷酸戊糖途径（PPP）和花生四烯酸代谢通路在储存早期即被显著激活。关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）活性在储存初期升高，其抑制剂G6PDi-1会加重线粒体损伤和磷脂酰丝氨酸外化，而激活剂AG1则能改善这些指标。通过构建巨核细胞/血小板特异性G6pd^?/?
小鼠模型，进一步证实G6PD缺失会加剧PSLs。值得注意的是，虽然环氧酶-1（COX-1）活性同样升高，但其抑制剂阿司匹林对PSLs指标无显著影响。该研究发表于《Thrombosis Research》，揭示了PPP途径通过G6PD调控线粒体功能的核心机制。

关键技术包括：1）LC-MS/MS非靶向代谢组学分析血小板代谢物动态变化；2）流式细胞术检测血小板凋亡（Annexin V标记）和线粒体膜电位（JC-1探针）；3）血小板聚集功能评估（光学比浊法）；4）巨核细胞特异性G6pd基因敲除小鼠模型构建。

【整体代谢特征】
PCA和PLS-DA分析显示血小板代谢物随时间呈现规律性变化。共鉴定4832种血小板代谢物和6468种血浆代谢物，其中44种血小板代谢物和108种血浆代谢物发生显著改变。KEGG通路富集发现PPP、花生四烯酸代谢和亚油酸代谢通路在储存期间持续激活。

【G6PD的功能验证】
储存早期G6PD活性升高，抑制该酶会导致线粒体活性氧（mtROS）增加、血小板聚集功能下降。相反，激活G6PD能显著改善这些指标。基因敲除实验证实G6pd^?/?
血小板更易发生储存损伤，表现为更严重的mtROS积累和磷脂酰丝氨酸外化。

【COX-1的意外发现】
尽管花生四烯酸代谢中的COX-1活性同样在早期升高，但阿司匹林抑制该酶后，PSLs相关指标未见显著改变，提示该通路在PSLs中可能非核心作用。

研究结论指出，PPP途径通过G6PD维持血小板线粒体功能是减轻储存损伤的关键机制。这一发现突破了传统认为糖酵解和脂肪酸氧化是血小板能量主要来源的认知，首次阐明PPP-G6PD轴在血小板保存质量调控中的核心地位。该研究不仅为延长血小板保存期提供了新靶点，也为开发血小板储存添加剂（如G6PD激活剂）奠定了理论基础，对改善临床输血疗效具有重要价值。讨论部分特别强调，相较于既往聚焦脂肪酸代谢的研究，本工作揭示了糖代谢重编程在PSLs中的主导作用，未来可探索PPP与其他代谢通路的协同调控网络。