血小板在炎症反应中的作用机制※

尚春香，格日力

(1.青海大学高原医学研究中心，西宁 810001；2.青海省高原医学应用基础重点实验室，西宁 810001；3.青海-犹他联合重点实验室，西宁 810001；4.青海省第五人民医院，西宁 810007)

新近的临床研究显示，血小板在炎症、免疫和肿瘤转移中发挥着重要作用，是一个关键的免疫细胞，是免疫反应的第一道屏障[1]。早期研究发现，血小板具有原始炎症细胞的特性，在脊椎动物(如鱼类和鸟类)中有参与止血和炎症反应的双重功能[2]。在炎症反应中，血小板被入侵的病原体或炎症因子激活，活化的血小板从血流中定位到被微生物感染的场所，在炎症渗出液和炎症组织中都可以观察到血小板聚集，它们和抗原共同调节炎症损伤，并不同程度地影响着白细胞生物学行为和炎症信号通路[3，4]。除此之外，血小板也是炎症反应中最早和数量最多的被募集到血管内皮下的细胞[5]，与中性粒细胞、单核细胞和抗原、抗原相关产物以及炎性血管内皮相互作用，导致微血管闭塞、血栓形成、炎症播散和血管壁的损伤，临床研究表明血小板数量减少或功能缺陷是引起严重感染的危险因素[6，7]。血小板膜表面膜受体[8]和分泌的炎症介质是介导血小板参与炎症反应的关键因素。

本文围绕上述内容，从膜受体与炎症介质方面入手在此做一综述。

1 受体

1.1 FcγRIIA受体

有学者认为，Fc受体可以识别IgG，IgE、IgA类免疫球蛋白和免疫复合物，并直接调节免疫信号通路[9]。血小板表面的免疫球蛋白受体主要是FcγRIIA。Calverley DC等研究发现，糖尿病患者的血小板膜表面受体FcγRIIA的表达增高导致血小板过度活化，因而此类患者容易并发血栓和心血管事件[10]。Fitzgerald JR等研究发现，细菌性心内膜炎患者体内血小板膜表面的FcγRIIA联合整合素αIIbβ3可以识别并清除金黄色葡萄球菌，机制为整合素αIIbβ3与纤维蛋白原结合后激活血小板，活化后的血小板表面的FcγRIIA结合IgG后具有了直接清除金黄色葡萄球菌的作用[11]。Palankar等通过体外实验发现，被FcγRIIA信号通路激活的血小板可以直接杀伤抗多聚阴离子抗体包被调理的E.coli[12]。此外，血小板在免疫性肾病的抗炎和止血过程中也起着重要作用[13]，血液透析患者长期使用肝素体内会产生针对肝素/血小板因子4复合物(AHPF4)的IG抗体，而AHPF4抗体与血小板膜表面FcγRIIA结合可以导致血小板减少症发生和血栓形成[14]。

1.2 Toll样受体

TLR(Toll like receptor，TLR)是单个的跨膜非催化性蛋白质，可以识别来源于微生物的具有保守结构的分子。当微生物突破机体的物理屏障，如皮肤、粘膜等时，TLR可以识别它们并激活机体产生细胞免疫应答，是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁，人血小板和巨核细胞无论从分子水平还是蛋白水平都有TLR表达[15，16]。TILs是一类高度保守的模式识别受体家族，血小板表面表达的TILs家族成员包括TIL1、TIL2、TIL3、TIL4、TIL6、TIL7、TIL8、TIL9，TILs可以识别细菌及其产物并将信号发送至炎症及免疫转导通路。目前对TIL2和TIL4的研究最广泛，尤其是TIL4，可以激活NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路，导致炎性因子IL-6、COX-2和PGE2的表达水平增加。脂多糖(Lipopolysaccharide LPS)是TIL4的受体，许多革兰氏阴性菌胞膜上都表达脂多糖，二者的结合可以诱发强烈的免疫应答反应。血小板TIL4与革兰氏阴性脂多糖结合刺激血小板释放细胞因子INF-α、PMP及阳离子抗菌肽[17]，诱导CD40L从胞内定位于膜表面。此外，还诱导中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成，增强中性粒细胞捕获和杀菌的能力[18]。 McDonald等研究发现，NETs-血小板-凝血酶信号轴在脓毒症小鼠微血管血栓形成中起着重要作用，而DNase水解NETs后明显改善了微循环，减少血栓发生保护了受损器官[19]。TIL2也参与炎症反应，牙龈卟啉单胞菌和肺炎链球菌被血小板TIL2识别后，促进血小板与中性粒细胞的结合触发炎症反应，还可以刺激巨核细胞产生更多的血小板和促炎因子[20]。此外，近期研究发现，血小板TLR2还可以促进血小板表面P-选择素和整合素GPIIb/IIIa表达，促使活性氧产生和参与炎症反应[21]。人血小板表面的TLR2、TLR1和TLR6组成的异质体可以识别、结合脂肽、脂蛋白、肽聚糖、脂多糖，真菌和细菌的产物，以及革兰氏阳性菌的脂磷壁酸。Keane C等研究显示，TLR2是革兰氏阳性细菌脂磷壁酸和肽聚糖的受体，肺炎链球菌和TLR2结合后，血小板被激活，聚集反应增强，PI3K/RAP1信号通路活化导致整合素GPIIbIIIa激活，这可能是导致脓毒症患者发生血栓并发症的主要原因，而这种血栓形成的机制和既往经典的血栓形成通路很不相同[22，23]。

1.3 CD40与CD40L受体

CD40是一种跨膜糖蛋白，属于肿瘤坏死因子超家族的I型跨膜受体，主要在B细胞、成纤维细胞、内皮细胞、抗原呈递细胞和单核/巨噬细胞表达。CD40L是肿瘤坏死因子家族的一种II型跨膜蛋白，主要在活化的CD4+T细胞、CD8+T细胞、单核细胞、杀伤细胞和血小板表达。CD40L可以从细胞膜脱落分离成为可溶性的CD40L(sCD40L)，血小板是sCD40L的主要来源，CD40/CD40L结合启动了下游的炎症和免疫反应。活化血小板膜表面CD40L的表达升高，促使血小板参与一些炎性疾病的发生和发展过程。已有研究证实，CD40/CD40L在动脉粥样硬化的发生、发展和斑块脱落、血栓形成过程发挥着重要作用，CD40L与内皮细胞相互作用诱导多种炎性因子、基质金属蛋白酶和白细胞黏附分子表达促使斑块形成，而单核细胞和巨噬细胞激活后释放大量的促炎介质加重了炎性部位损伤促使炎性环境形成[24]。动脉粥样硬化模型鼠体内实验表明，阻断CD40/CD40L的信号通路可以使斑块面积缩小，增加斑块的稳定性，预防斑块脱落[25]。CD40/CD40L与炎症性肠病(IBD)的发病机制有关，CD40/CD40L在炎性肠黏膜和外周血中表达增高，IBD活动期肠系膜血管内皮细胞损害暴露，血小板迅速发生黏附和聚集，人肠微血管内皮细胞上调血小板CD40L并促进其分泌，CD40L刺激内皮细胞上调VCAM-1、ICAM-1的表达和IL-8的释放。此外，sCD40L刺激肠道细胞增加黏附受体和释放趋化因子。sCD40L和趋化因子定位于损伤的血管内皮细胞，白细胞趋化黏附并向间质组织迁移，导致组织损伤和功能障碍[26]。此外，血小板可以诱导中性粒细胞产生活性氧参加炎症反应[27]；血小板来源的sCD40L还与输血不良反应有关[28]。总之，CD40/CD40L是桥接血小板激活和炎症瀑布的关键分子。

1.4 P-选择素受体

P-选择素(SELP，CD62P)是一类重要的细胞黏附分子，属于选择素家族，静息状态下在血小板α颗粒和内皮细胞Weibel-Palade小体中储存，在凝血酶、组胺、补体、氧自由基等的刺激下血小板活化，α颗粒膜迅速与血小板质膜融合，P-选择素通过膜融合表达于细胞表面，而白细胞表面的PSGL-1与血小板或内皮细胞P选择素结合后，P选择素胞外区脱落形成可溶性P选择素。血栓形成过程中，血小板P-选择素通过与单核细胞上PSGL-1结合，促进纤维沉积，导致血栓形成。发生内毒素血症时，血小板首先黏附到血管发生炎症的部位，其膜表面P-选择素和中性粒细胞的PSGL-1配体相互作用，促使白细胞趋化、黏附和移行，随后中性粒细胞通过Mac-1与血小板整合素GPIIb/IIIa或者与GPIba结合的纤维蛋白原连接，使中性粒细胞和血小板的结合更加牢固，共同参与炎症反应[29]。已有文献报道，可溶性选择素是血栓及炎症的生物标记物，而P-选择素表达升高与心血管疾病[30]、急性肺损伤及炎性肠病相关。

2 炎症因子

2.1 PF4

PF4(CXCL4)是血小板α颗粒内含量最丰富的蛋白，也是趋化因子家族中第一个在血小板被识别的成员。PF4从活化血小板α颗粒释放至血浆后在L选择素和淋巴细胞功能相关抗原-1的协助下趋化中性粒细胞黏附至血管内皮细胞上，加强其吞噬作用，诱发嗜中性白细胞呼吸爆发及T淋巴细胞趋化作用[31]。PF4在TNF和RANTES的协助下刺激中性粒细胞和单核细胞释放炎性介质，参与炎症发生过程[32]。可溶性的PF4可以结合细菌，并通过IgG在效应细胞形成新的识别部位，与革兰氏阴性菌LPS脂质A以及细菌细胞壁的多聚阴离子结合，新形成的复合物可以被吞噬细胞吞噬从而清除某种细菌[33]。此外PF4、β-血栓球蛋白和中性粒细胞激活肽可以招募并激活中性粒细胞，抑制其凋亡[34]。PF4和CD40L可以协同作用增强宿主抗HIV的感染，PF4可以结合到HIV-1包膜蛋白上，阻止其与宿主细胞的结合[35]。

2.2 IL-1β

血小板激活后分泌的IL-1β，是一个被广泛研究的核心细胞因子。血小板胞内IL-1β是以非活化状态存在的pre-messenger RNA，当血小板受到刺激后，pre-messenger RNA被剪切并经caspase-1处理后产生功能成熟的IL-1β[36]。IL-1β可以促使单核细胞、中性粒细胞等黏附到内皮细胞上，诱导内皮细胞合成和趋化因子分泌，提高血管通透性和白细胞趋化反应，参与炎症反应[37]。最近研究显示，登革热病毒刺激血小板后，通过血小板胞内的NLRPS(Nucleotide-binding domain leucine rich repeat containing protein)可促进IL-1β含量增加[38]。关节炎动物模型研究显示，血小板被激活后释放大量富含IL-1β的微泡，而这种微泡可以进一步放大关节炎动物模型的炎症反应[39]。

3 PMPs

PMPs(Platelet microparticle)是血小板活化和凋亡等过程中释放的一种超微膜状囊泡。血小板受到刺激后其囊泡以出芽方式形成小囊泡或伪足并脱落进入微循环。多种细胞可以产生微粒体。但血液循环中70%～90%的微粒体来源于血小板，PMPs除了具有参与血栓形成、促进肿瘤生长和新生血管形成等作用外，还参与了炎症反应。PMP通过与靶细胞黏附，将自身的蛋白或mRNA传递给靶细胞，从而改变靶细胞的生物学功能。PMP可以刺激血管内皮细胞表达多种黏附分子，将中性粒细胞和单核细胞招募并黏附至血管内皮细胞到达炎症部位。研究发现，风湿性关节炎患者外周血PMP的含量明显增加，这表明血小板微粒参与了炎症反应。而特异性皮炎患者外周血PMP和P-选择素表达明显升高，在皮肤炎症部位可以观察到血小板-PMP-纤维蛋白原复合物。

4 展望

血小板除了维持止血和血管内皮完整功能外，还保留了原始炎症细胞的一些特性，通过血小板-细菌、血小板-粒细胞及血小板-内皮细胞间的相关作用发挥宿主防御功能。血小板在炎性病变中可产生多重效应，血小板可以通过直接识别病原微生物及其产生的信号捕获和遏制病原菌，也可以通过释放的细胞因子和趋化因子间接地参与宿主抗感染防御过程，血小板在炎症反应中的研究越来越广泛，但其参与炎症反应的具体作用机制仍不清晰。抑制血小板在炎症反应中的作用可能成为治疗炎性疾病的新策略。深入研究血小板生物学行为在炎症反应中的作用，将进一步为炎症反应的治疗提供更多的理论依据。