《Journal of Thrombosis and Haemostasis》:Thrombin-dependent nanoscale architecture and fibrinolytic remodeling of hydrated fibrin clots revealed by expansion microscopy
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摘要背景纤维蛋白网络结构决定了血凝块的稳定性、通透性及对纤溶的易感性,然而对水合纤维蛋白结构的纳米尺度表征仍具有挑战性。本研究首次应用扩展显微镜技术(ExM),实现了固定水合纤维蛋白架构的亚衍射极限分辨率成像,并确定了纤维蛋白结构如何随凝血酶变化、如何调控血凝块通透性以及在纤
摘要
背景
纤维蛋白网络结构决定了血凝块的稳定性、通透性及对纤溶的易感性,然而对水合纤维蛋白结构的纳米尺度表征仍具有挑战性。本研究首次应用扩展显微镜技术(ExM),实现了固定水合纤维蛋白架构的亚衍射极限分辨率成像,并确定了纤维蛋白结构如何随凝血酶变化、如何调控血凝块通透性以及在纤溶过程中的重塑。
方法
采用扩展显微镜(ExM)技术,在多种凝血酶浓度(0.3–1.5 U/mL)下及组织型纤溶酶原激活剂诱导的内部纤溶过程中,对去血小板血浆凝块中的纤维蛋白结构进行了量化分析,并通过共聚焦显微镜、受激发射损耗显微镜(STED)和扫描电子显微镜(SEM)进行验证。测量了纤维直径、孔隙大小、孔隙率和血凝块通透性,以关联纳米尺度结构与宏观传输特性。
结果
随着凝血酶浓度增加,纤维逐渐变细,但网络孔隙率未发生改变,表明在恒定空隙分数下纤维蛋白质量发生了再分布。相比之下,孔隙面积呈单调递减趋势,并与血凝块通透性表现出强线性关系,提示在恒定纤维蛋白原浓度下,孔隙几何形态(而非整体孔隙率)与水力传输密切相关。ExM测得的纤维直径与STED结果高度一致,且系统性地大于SEM值,这与水合超微结构的保存相符。在纤溶过程中,ExM成功解析了纤维蛋白网络的空间时间重塑过程,包括主动溶解期的纤维变细,随后出现的异质性增加、纤维束聚集以及晚期溶解阶段孔隙的显著扩大。
结论
这些发现揭示了凝血酶调控的聚合过程与纤溶降解之间的纳米尺度结构序列,并将其与血凝块的宏观功能联系起来,同时确立了扩展显微镜作为水合血浆凝块纤维蛋白架构定量分析平台的可靠性。
潘翔|陈伊迪丝|科尔·斯特勒特|南达·纳加斯瓦米|约翰·W·魏泽尔|奥列格·V·金
美国弗吉尼亚理工大学生物医学工程系,弗吉尼亚州布卢菲尔