多篇研究成果共同揭示血小板在人类健康中扮演的双面角色!
来源:本站原创 2021-06-29 23:32
血小板是从巨核细胞的胞质脱落下来的一种具有凝血功能的重要细胞,近些年来科学家们通过研究发现,血小板或许在机体健康上扮演着双面角色,有研究人员发现其能帮助应对机体的炎症反应,而有些研究者则发现,血小板则会加快动脉粥样硬化的形成。那么血小板到底有着什么样的神秘作用呢?本文中,小编整理了多篇研究成果,分享给大家!【1】JEM:揭秘血小板帮助应对机体肺部炎症的分子机
血小板是从巨核细胞的胞质脱落下来的一种具有凝血功能的重要细胞,近些年来科学家们通过研究发现,血小板或许在机体健康上扮演着双面角色,有研究人员发现其能帮助应对机体的炎症反应,而有些研究者则发现,血小板则会加快动脉粥样硬化的形成。那么血小板到底有着什么样的神秘作用呢?本文中,小编整理了多篇研究成果,分享给大家!
在小鼠的细菌性炎性肺部组织中,血小板(红色)能与调节性T细胞(黄色)相互作用。
图片来源:Jan Rossaint,et al. Journal of Experimental Medicine (2021). DOI: 10.1084/jem.20201353
doi:10.1084/jem.20201353
除了止血外,血小板还能积极参与到机体免疫细胞的招募和宿主机体的防御过程中去,但研究人员并不清楚其在解决机体炎性过程方面所扮演的关键角色。治疗急性呼吸衰竭的患者是重症监护过程所面临的一种持续性挑战,在大多数情况下,其背后的根本原因是细菌感染或病毒感染所诱发的肺部炎症。在炎症发生期间,机体免疫系统的白细胞会迁移到肺部并帮助抵御病原体的攻击,然而与此同时,白细胞也会促进肺部组织的附带损伤,如果炎症没有得到及时解决的话,就会导致慢性炎症发生,从而对宿主肺部造成永久性的损伤。
近日,一篇发表在国际杂志Journal of Experimental Medicine上题为“Platelets orchestrate the resolution of pulmonary inflammation in mice by T reg cell repositioning and macrophage education”的研究报告中,来自德国明斯特大学医学院等机构的科学家们通过研究深入揭示了参与细菌性肺部炎症的细胞过程;在对小鼠进行研究的过程中,研究人员发现,血小板和特定白细胞(调节性T细胞)之间的相互作用在解决机体炎症方面或许扮演着非常关键的作用。
研究者表示,血小板能与调节性T细胞合作并向机体的清道夫细胞发送信号。如今我们都知道,在肺部炎性反应开始阶段(就好像其它器官一样),血小板能与中性粒细胞一起协作,而中性粒细胞是一类能专门抵御病原体的白细胞。然而,本文中研究人员首次发现,随着机体炎症的进展,血小板能与调节性T细胞结合,这种结合作用对于T细胞的迁移非常重要,而当T细胞抵达目的地后,其就能发挥作用来分泌抗炎性信使物质从而重编程肺部组织中的巨噬细胞,这些名为清道夫细胞(巨噬细胞)的白细胞随后就会停止引导中性粒细胞达到炎性部位,而会消除不再被需要的中性粒细胞,这就会帮助炎症消退并防止机体进一步的组织损伤。
doi:10.1158/0008-5472.CAN-19-3533
乌普萨拉大学的科学家们发现了血小板在癌症中的一种迄今未知的功能。在小鼠模型中,这些血小板被证明有助于保护血管屏障,使血管壁选择性地不可渗透,从而减少肿瘤细胞向身体其他部位扩散。这项研究发表在Cancer Research杂志上。血小板是在骨髓中形成并在血液中循环的微小细胞碎片。如果我们受伤并开始流血,它们就会聚集在一起,封闭伤口,同时也有助于血液凝结。当血小板被激活时--这种情况不仅发生在伤口中,也发生在肿瘤中--血小板中含有的生长因子物质就会释放到周围环境中。其中一种是血小板衍生生长因子B (PDGFB)。
在这项研究中,研究人员调查了癌症个体中,当血小板中的PDGFB(其他细胞类型中没有)被删除时发生了什么。血小板中的PDGFB在吸引支持细胞到肿瘤血管中是必不可少的。另一方面,在健康的组织中,血小板没有发挥这种功能。如果血小板中缺乏PDGFB,则循环肿瘤细胞数量增加,并向身体其他部位扩散的程度更高。先前的研究表明,PDGFB来自于另一种细胞,即排列在血管内部的内皮细胞,当支持细胞形成时,PDGFB对吸引支持细胞进入血管是必要的。根据这项新的研究,这种功能在肿瘤中也需要血小板提供的PDGFB,而血小板正是负责将肿瘤与健康组织区分开来的细胞。
【3】Blood:血小板或能有效杀灭疟原虫 新型疟疾疗法开发有望
doi:10.1182/blood-2018-05-849307
近日,一项刊登在国际杂志Blood上的研究报告中,来自澳大利亚国立大学的科学家们通过研究发现,血小板或能攻击并且杀死疟原虫,从而就能降低血液中循环的寄生虫的数量,相关研究或能帮助研究人员开发有效抵御疟原虫的新型策略。
文章中,研究人员对来自印尼和马来西亚的376名疟疾和非疟疾人群进行研究,他们通过研究发现,机体血液中的血小板能结合并且杀灭引发疟疾的疟原虫,包括恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫和诺氏疟原虫;研究者Brendan McMorran教授说道,这项研究中我们首次发现直接的证据来表明血小板能帮助机体有效抵御疟疾。
研究者指出,血小板中名为PF4的特殊肽类能够诱发疟原虫死亡,因此基于PF4的肽类未来或许能作为研究人员开发新型疟疾疗法的潜在候选者。目前很多实验室都设计出了诸如PF4的肽类分子,同时也阐明了其如何适合于进行疟疾疾病的治疗。基于此前研究结果,研究者表示,在实验室条件下,PF4对于血小板能够杀死疟原虫非常重要,但他们也很激动地发现PF4分子对于真正的人类疾病的治疗也至关重要。
图片来源:Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.11.001
doi:10.1016/j.cell.2017.11.001
在一项新的研究中,来自德国慕尼黑大学的研究人员拓展了被称作血小板的最小细胞所执行的任务清单:在感染部位上,主动迁移的血小板让细菌形成聚集物以供吞噬细胞处理。相关研究结果发表在2017年11月30日的Cell期刊上,论文标题为“Migrating Platelets Are Mechano-scavengers that Collect and Bundle Bacteria”。
血小板在免疫防御中发挥的积极作用一直被低估了。在这项研究新的研究中,在Steffen Massberg教授和Florian G?rtner博士的领导下,这些研究人员证实这种细胞类型具有的功能比之前认为的更多。血小板以其在血液凝固和伤口愈合中发挥的作用而为人所知。G?rtner对这项研究的主要发现总结道,“这些血小板也在有机体抵抗细菌病原体中发挥着重要的作用。它们能够在有机体中主动迁移,与病原体相互作用,让这些病原体不能移动。”
在整个成年人体内,大约有7500亿个血小板在血液中被动地扩散。血小板通过其表面受体与内皮细胞层中的蛋白结合,特异性地粘附到血管中内皮细胞遭受损伤的部位上,随后它们在胞外基质上扩散开来,彼此之间相互作用而形成一种类似于创贴膏的网状结构,从而封闭伤口。再者,它们不仅密切地参与伤口部位上的血液凝固,而且也密切地参与血栓形成,这能够阻碍血液循环。
doi:10.1073/pnas.1607710113
当一种病毒攻击我们的身体时,炎症出现在受影响的区域,从而触发我们体内的免疫防御过程。白细胞(如中性粒细胞和炎性单核细胞)快速地迁移到发炎区域。在此之前,人们已证实中性粒细胞是首先到达并发挥防御作用的,但是如今,在一项新的研究中,研究人员发现它们的现场招募依赖于一组巡逻的单核细胞(也被称作常驻单核细胞),也依赖于血小板和血管内皮产生的蛋白CCN1。如果没有蛋白CCN1,这些防御者就不能够被招募来抵抗病毒。相关研究结果于2016年8月1日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为“CCN1/CYR61-mediated meticulous patrolling by Ly6Clow monocytes fuels vascular inflammation”。
当遭受感染时,白细胞离开血液迁移进发炎区域周围的组织中。中性粒细胞是在几小时内首先被招募到受影响区域,随后是稍晚时候作为备份的炎性单核细胞被招募。因此,中性粒细胞在因这种感染而让血管内皮遭遇压力的地方出现。它们粘附到它的壁上,然后迁移到血管外面,到达受损的组织中,抵抗感染。在静息时,血管内皮受到负责巡逻血管最小部分的常驻单核细胞的不间断扫描以便核查一切是否进展正常。在此之前,人们从没有突出强调了炎症开始发生时单核细胞巡逻血管的能力。
【6】Cancer Cell:重大进展!新型血液活检技术可通过读取血小板信息来快速检测肺癌
doi:10.1016/j.ccell.2017.07.004
最近,来自荷兰的研究人员通过研究设计了一种进行液体活检的不同方法,相比寻找血液中癌细胞DNA或其它生物标志物的证据而言,这种名为thromboSeq的新型检测手段能够通过检测被血液中循环血小板所吸收的肿瘤RNA来对非小细胞肺癌进行诊断,而且该技术的诊断准确率能够达到90%,非小细胞肺癌占到了大部分的肺癌患者病例,相关研究刊登于国际杂志Cancer Cell上。
文章第一作者Myron Best表示,基于液体活检的癌症检测技术的目的就是在疾病早期一次性对所有癌症进行诊断,也就是一体化的检测手段;而thromboSeq技术不仅能够提供对肺癌的诊断,还还能够潜在对任何一种癌症类型进行诊断,同时还能对不同的肿瘤类型进行分层分析。血小板是血液中形成血凝应对损伤寿命较短的血细胞,然而血小板同时还会对一系列炎性事件和癌症产生反应,由于血小板自身并不具有细胞核,因此血小板中的所有RNA都来自于巨核细胞或在循环血液中所吸收的RNA;相比肿瘤患者机体中的血小板而言,无癌患者机体中的血小板通常含有不同类型的RNA。
巨核细胞出芽形成血小板,图片来源:Wikipedia。
【7】Science子刊:血小板通过调节巨噬细胞中的SOCS3表达加快动脉粥样硬化形成
doi:10.1126/scitranslmed.aax0481
血小板在止血和血栓形成中起着至关重要的作用。然而,它们的炎性效应特性日益得到认可。血小板活化会促进炎症,并且在心血管疾病中发现巨噬细胞-血小板聚集体。作为一种慢性血管炎性疾病,动脉粥样硬化(atherosclerosis)代表了动脉壁脂质沉积与非消散性炎症(unresolved inflammation)之间的相互作用。巨噬细胞是一种位于组织内的白细胞,源自单核细胞,而单核细胞又来源于骨髓中的前体细胞。巨噬细胞和单核细胞皆为吞噬细胞,在脊椎动物体内参与先天性免疫和细胞免疫。它们的主要功能是以固定细胞或游离细胞的形式对细胞残片及病原体进行吞噬和消化,并激活淋巴球或其他免疫细胞,令其对病原体作出反应。
在一项新的研究中,来自美国纽约大学医学院的研究人员揭示血小板诱导单核细胞迁移并将它们招募到动脉粥样硬化斑块中,从而导致斑块中的血小板-巨噬细胞聚集体(platelet-macrophage aggregate)形成。相关研究结果近期发表在Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Platelet regulation of myeloid suppressor of cytokine signaling 3 accelerates atherosclerosis”。在喂食西方饮食的Ldlr基因(编码低密度脂蛋白受体)敲除小鼠中,血小板耗竭减少了斑块大小和坏死面积,并减弱了巨噬细胞的聚集。血小板促进斑块中的巨噬细胞呈现出炎症表型,增加它们表达SOCS3蛋白和降低Socs1与Socs3之间的比例,从而驱动动脉粥样硬化形成。
【8】Science子刊:揭示凝血酶和血小板促进癌症免疫逃避机制
doi:10.1126/scitranslmed.aay4860
在一项新的研究中,来自美国俄亥俄州立大学综合癌症中心等研究机构的研究人员揭示了一种称为凝血酶(thrombin)的凝血蛋白和血小板如何促进癌症进展和抑制抗癌免疫反应。相关研究结果发表在2020年1月8日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Thrombin contributes to cancer immune evasion via proteolysis of platelet-bound GARP to activate LTGF-β”。这些研究结果展示了血液中的凝血酶如何导致血小板释放转化生长因子β1(TGF-β1)。TGF-β1已知在乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌和其他癌症中促进疾病进展,并抑制免疫系统对癌症的反应。
另外,TGF-β1是导致免疫治疗药物(比如PD-1抑制剂)在癌症患者中遭遇失败的主要原因。这项研究可能会为导致肿瘤对免疫治疗药物产生抵抗力和随后对这些治疗性药物变得敏感的原因提供了新的解释。这些研究人员在动物模型中,发现抑制凝血酶活性可阻止TGF-β1释放,从而使得对PD-1抑制剂有抵抗力的肿瘤易受这些药物的影响。
图片来源:Texas A&M Engineering
【9】Blood Adv:利用一种新型人体器官芯片揭示卵巢癌借助血小板的力量发生癌症转移的分子机制
doi:10.1182/bloodadvances.2020001632
近日,一篇发表在国际杂志Blood Advances上的研究报告中,来自德州农工大学等机构的科学家们通过研究揭示了卵巢癌肿瘤、血管和血小板之间的相互作用,他们发现,卵巢癌或会打破血管屏障以便其能与诸如血小板等血细胞进行交流沟通,当这些肿瘤与血小板沟通时,其就会开始发生癌症转移或者扩散到机体其它位点上去。
目前,研究人员认为血小板或是卵巢癌转移的诱发剂,但他们并不清楚到底是什么样的机制能将血小板引入到肿瘤细胞中,相比在动物模型中非常艰难地研究其中的奥秘,这项研究中,研究人员提出了一种新型解决方案,即人体器官芯片(organs-on-a-chip)研究。人体器官芯片是一种USB驱动器大小的微粒体医学设备,研究人员在OvCa芯片上进行了设计,从而就能使其更加容易地观察肿瘤和血小板之间的相互作用过程。
研究者Jain解释道,一种特殊的微环境能促进卵巢肿瘤细胞与血管在一起进行共培养,随后肿瘤就能与血细胞之间发生相互作用,随后研究人员就能进一步研究药物是如何影响其二者之间相互作用的。在OvCa芯片上观察肿瘤与血管之间的相互作用就能让研究人员获得意想不到的结果,他们指出,肿瘤细胞会系统性地分解内皮细胞,内皮细胞是排列在血管内壁阻断外部环境与血细胞之间相互作用的天然屏障,一旦该屏障被打破,诸如血小板等血细胞就会进入到肿瘤微环境中并被癌细胞招募来促进癌症的转移。
【10】Sci Transl Med:血小板或在狼疮发生过程中扮演关键角色
doi:10.1126/scitranslmed.aav5928
近日,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自拉瓦尔大学等机构的科学家们通过研究发现,血小板或在狼疮(lupus)发生过程中扮演着关键角色。在狼疮患者血液中循环的胞外DNA会引起与疾病相关的炎性反应,这些胞外DNA部分来自于血小板,而血小板因在凝血方面的作用而被人所熟知。本文研究结果或有望帮助科学家们更好地理解疾病的发病机制并开发更加有效的疗法。
研究者éric Boilard说道,狼疮是一种自身免疫性疾病,其会诱发多个机体部位出现慢性炎症,尤其是关节、皮肤、大脑和肾脏等。每10万人中就有40人会罹患狼疮,患者的年龄通常在20-40岁之间,而且女性的发病率是男性的9倍,狼疮有多种表现形式,因此其一般很难进行诊断。(生物谷Bioon.com)
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