综述:细胞外基质机械生物学中的血小板反应蛋白

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  这篇综述系统阐述了血小板反应蛋白(TSPs)家族作为机械敏感糖蛋白在组织适应和疾病进展中的核心作用。文章揭示了TSP-1/2通过整合素(integrins)、CD36、CD47等受体将机械刺激转化为生化信号,调控心血管重塑(如动脉粥样硬化、PAH)、肌肉骨骼适应(如骨形成、OA)及纤维化/肿瘤微环境(TME)的机制,特别强调了TGF-β/Smad、NF-κB等通路的关键作用,为开发靶向TSPs的机械药理学策略提供了理论框架。

  

引言

细胞外基质(ECM)作为动态力学网络,通过机械化学耦合维持组织完整性。血小板反应蛋白(TSPs)作为ECM非胶原糖蛋白家族,包含TSP-1至TSP-5五个成员,其结构特征决定功能多样性:亚组A(TSP-1/2为三聚体)含vWF-C和TSR结构域,亚组B(TSP-3/4/5为五聚体)则缺乏这些域但含额外aII型重复序列。这些结构差异赋予TSPs与整合素、CD36、CD47等受体特异性结合的能力,使其成为机械刺激转导的核心媒介。

心血管系统中的机械调控

在生理性剪切力(6-15 dyn/cm2)下,血管内皮细胞(ECs)中TSP-1表达下调,通过抑制TSP-1/CD36促凋亡作用维持血管稳态。相反,病理性扰动流(d-flow)上调TSP-1,激活TGF-β依赖的纤维化通路(COL1A1、CTGF、PAI1↑),驱动动脉粥样硬化斑块形成。周期性牵张力则诱导平滑肌细胞(SMCs)分泌TSP-1,通过整合素αvβ1促进黏着斑成熟和YAP核转位,调控血管壁重塑。值得注意的是,压力超负荷模型中TSP-4通过调节内质网(ER)应激发挥心肌保护作用,而TSP-1则通过KRFK序列激活TGF-β加剧心肌纤维化,凸显亚型功能异质性。

肌肉骨骼适应机制

机械负荷通过YAP/TAZ-TSP-1-CD47轴激活肌肉干细胞(MuSCs)增殖,促进肥大性适应。骨膜中机械敏感离子通道Piezo1触发CD68+巨噬细胞分泌TSP-1,通过激活TGF-β1-pSmad2/3信号招募骨祖细胞,驱动皮质骨形成。而在软骨中,压力通过上调TSP-2激活NF-κB通路(IKKβ磷酸化→IκBα降解→p65核转位),促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)软骨分化。骨关节炎(OA)患者膝关节软骨TSP-1表达降低,提示其机械保护功能丧失。

基质刚度与病理重塑

肝纤维化中TSP-2通过TLR4-FAK/TGF-β轴激活肝星状细胞(HSCs),血清TSP-2水平与肝硬度进展正相关,成为无创诊断标志物。硬皮病(SSS)和PDAC的硬化基质中,CAFs来源的TSP-1通过TGF-β/Smad-Akt通路诱导上皮-间质转化(EMT)和化疗抵抗。乳腺癌基质刚度调控的外泌体TSP-1则通过FAK依赖的细胞骨架重构增强侵袭性。

治疗展望

靶向TSPs的机械敏感界面(如TSP-1的KRFK-TGF-β激活肽、CD47拮抗剂)或模拟其力致构象变化,为动脉粥样硬化、纤维化和肿瘤提供新型干预策略。未来需解析TSP亚型在动态力学微环境中的精确调控网络,推动机械药理学与组织工程的应用转化。

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