创伤诱导内皮病新型体外模型的建立及其在凝血功能障碍机制研究中的应用

【字体: 时间:2025年07月14日 来源:Blood Vessels, Thrombosis & Hemostasis

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  本研究针对创伤性凝血病(TIC)中内皮功能障碍(EoT)机制不明的关键问题,开发了首个整合出血性休克、组织损伤和炎症等多因素的体外模型。研究人员通过内皮集落形成细胞(ECFCs)模拟创伤环境,结合多组学分析发现内皮细胞呈现进行性功能紊乱,揭示了从促纤溶到抗纤溶的双相转变机制,为靶向干预TIC提供了重要研究平台。

  

创伤是全球45岁以下人群死亡的首要原因,其中创伤性凝血病(TIC)导致的不可控出血占创伤相关死亡的40%。尽管已知创伤内皮病(EoT)是TIC的核心环节,但现有体外模型难以模拟临床创伤的复杂微环境——既要涵盖肾上腺素风暴、炎症因子风暴等全身反应,又要体现缺氧、氧化应激等局部损伤。这种模型缺陷严重阻碍了对EoT分子机制的深入探索,使得临床上针对TIC的精准干预策略长期停滞不前。

研究人员创新性地构建了多因素联合刺激的EoT体外模型。该模型采用内皮集落形成细胞(ECFCs)为研究对象,同步施加肾上腺素、TNF-α、IL-6、HMGB1等创伤相关因子,配合过氧化氢诱导的氧化应激和低氧培养条件。通过整合ELISA、免疫荧光、全局止血评估和RNA测序等技术,结合创伤患者血浆验证,系统揭示了EoT的动态演变规律。

内皮损伤的时序特征

研究首次捕捉到EoT的双相发展过程:早期表现为内皮糖萼脱落(血浆 syndecan-1升高)和血栓调节蛋白(TM)释放,导致蛋白C系统失活;后期则出现组织因子(TF)上调和纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)分泌增加,形成高凝-低纤溶状态。这种转变完美复现了临床TIC患者从早期出血倾向到晚期血栓并发症的表型演变。

分子机制的深度解析

转录组分析显示创伤刺激激活了NF-κB和HIF-1α等炎症/缺氧通路,同时引起糖酵解增强和线粒体功能抑制的代谢重编程。表观遗传调控因子(如HDACs和DNMTs)的异常表达,提示表观修饰可能参与EoT的长期记忆效应。值得注意的是,抗凝蛋白(如EPCR和TM)的膜表达持续下调,而促凝因子(如TF和PAI-1)的表达则随时间递增,这种"分子开关"效应可能是TIC持续恶化的关键。

临床验证与模型价值

通过比较创伤患者血浆与模型ECFCs条件培养基,发现两者在凝血酶生成潜能和凝块溶解时间等参数上高度一致。特别值得注意的是,模型成功模拟了创伤后72小时内纤溶活性从亢进到抑制的动态变化,这一特征为解释TIC治疗时间窗提供了实验依据。

该研究建立的EoT体外模型首次实现了创伤复杂微环境的实验室重构,其创新性体现在三个方面:时序上复现了TIC的双相演变,分子水平揭示了代谢-表观遗传的协同调控,技术上整合了多组学验证。这不仅为理解内皮细胞在TIC中的"中枢调控"作用提供了全新视角,更重要的是建立了可量化评估止血干预效果的标准化平台。未来基于此模型筛选的TM替代疗法或TF抑制剂,有望突破当前TIC治疗的时空限制,实现从"经验性输血"到"精准化调控"的范式转变。论文发表于《Blood Vessels, Thrombosis》杂志,为创伤救治领域提供了重要的基础研究工具。

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