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题目：Immobility-associated thromboprotection is conserved across mammalian species from bear to human
作者：Manuela Thienel, Johannes B. Müller-Reif, Zhe Zhang1, Vincent Ehreiser, Judith Huth,Khrystyna Shchurovska, Badr Kilani, Lisa Schweizer, Philipp E. Geyer, Maximilian Zwiebel,Julia Novotny, Enzo Lüsebrink, Gemma Little, Martin Orban, Leo Nicolai, Shaza El Nemr,Anna Titova, Michael Spannagl, Jonas Kindberg, Alina L. Evans, Orpheus Mach,Matthias Vogel, Steffen Tiedt, Steffen Ormanns, Barbara Kessler, Anne Dueck,Andrea Friebe, Peter Godsk Jørgensen, Monir Majzoub-Altweck, Andreas Blutke16, A m i n P o l z i n,Konstantin Stark, Stefan Kääb, D o r i s M a i e r, Jonathan M. Gibbins, Ulrich Limper,Ole Frobert, Matthias Mann, S t e f f e n M a s s b e r g, Tobias Petzold
单位：慕尼黑大学医院心脏病科，德国慕尼黑
期刊：Science
页码：380, 178–187 (2023)
发表时间：2023年4月14日
研究背景：
活动受限是发生静脉血栓栓塞症 (VTE) 的主要危险因素，会产生巨大的社会经济成本。活动受限相关的 VTE 主要是因为静脉流量限制导致内皮细胞缺氧。血小板募集到活化的内皮会导致血浆凝血系统和先天免疫细胞（例如中性粒细胞和单核细胞）的局部激活，从而形成有害的血栓炎症，这是 VTE 的核心机制。尽管长期不活动，脊髓损伤的慢性瘫痪患者仍表现出与普通人群相似的 VTE 风险。冬眠棕熊（Ursus arctos）是在冬季经历长期静止的生物体的另一个例子。尽管冬眠的熊进入身体不动的状态，伴随着心输出量显着减少，但没有明显的证据表明冬眠的棕熊会发生VTE。
研究结果：
在一些动物物种中，冬眠会导致数周或数月的不活动，这与VTE相关并发症的增加无关。与活动熊相比，D-二聚体水平降低（图A）。尸检样本分析显示，一些熊具有特征性的组织学肺血栓结构，包括血管内中性粒细胞外陷阱（NETs）、促血栓形成的外化核DNA组蛋白链（图B-D）。通过血栓样本的空间蛋白质组学，在棕熊和VTE患者中鉴定了凝血系统的关键成分（如因子X、因子V）、血小板[如糖蛋白（GP）V、GPIbα]和中性粒细胞（如中性粒细胞弹性蛋白酶）。棕熊拥有与人类相似的血栓炎症机制，使其能够发展为VTE，但在冬眠期间似乎受到保护，而不发生活动受限相关的VTE（图E）。 ![]()
在瑞典中部的冬眠期间和随后的春季活动期间连续捕获了 13 只亚成年棕熊进行血液采样（图A）。全血血栓弹力图分析表明，即使我们根据体温的季节差异（冬季 33°C，夏季 37°C）进行调整，内在（而非外在）凝血途径激活后的凝块形成在不活动期间会延迟。冬眠期间血栓质量（凝块硬度）轻微减少（图B）。与夏季相比，冬季血小板聚集在纤维状胶原和低剂量但不高剂量的凝血酶刺激下延迟和减少（图C）。基于质谱 (MS) 的血浆蛋白质组分析显示，凝血相关血浆蛋白在活跃状态和冬眠状态之间没有重大差异（图D）。相反，血浆蛋白质组差异主要由反映新陈代谢季节变化的酶（图F）。没有检测到血小板对凝血酶或纤维蛋白原（表达最丰富的血小板整合素 aIIbb3 的底物）反应的显着季节性差异（图E）。冬眠熊的血小板中 HSP47 下调 55 倍，是下调幅度第二大的蛋白质（RRBP1，五倍变化）的 10 倍（图F-I）。 ![]()
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在血小板膜上检测到HSP47与 GPVI 和整合素 a2b1（实验性动脉血栓形成和中风中的两种主要胶原蛋白受体）一起促进胶原蛋白信号传导。该研究构建了PF4-Cre(+)/HSP47−/− 或 PF4-Cre(−)/HSP47fl/fl 骨髓嵌合小鼠，并对它们进行静脉流量限制（图A）。嵌合小鼠中 PF4-Cre 介导的重组导致血小板区室中 HSP47 的特异性缺失（图B）。与对照组相比，PF4-Cre(+)/HSP47−/− 嵌合小鼠的血栓频率和大小显着降低（图C）。与对照小鼠相比，PF4-Cre(+)/HSP47−/− 中的 NET 减少（图D）。循环citH3/DNA复合物冬夏无明显差异（图E）。冬眠中分离的中性粒细胞和血小板的体外共培养模型中，血栓前 NET 的形成减少，而 PMA 刺激的中性粒细胞的 NET 形成不受影响（图F）。用两种 HSP47 特异性小分子抑制剂 (SMI; Col003, SMI II; RH00007SC) (30, 37) 预处理人血小板时，凝血酶刺激后血小板-中性粒细胞聚集体减少（图G）。促血栓形成NET 的形成减弱（图G）。 ![]()
活化的血小板通过释放颗粒内容物以及与中性粒细胞的直接物理相互作用来促进 NET 的形成。多色流式细胞术定量血小板活化和颗粒释放。SMI I 治疗减少了表达高水平颗粒分泌标记物（CD62Phigh、CD 6 3high）以及活性整合素 aIIbb3（PAC-1high）的活化血小板比例，并减弱了胶原诱导的血小板聚集（图A）。用 SMI 对 HSP47 进行药理学抑制几乎完全消除了凝血酶与血小板表面的结合（图C）。凝血酶与 HSP47 缺陷小鼠血小板的结合减少（图D）。对纯化的 HSP47 处理的中性粒细胞进行流式细胞术分析，结果显示细胞内活性氧产生增加，白细胞整合素 CD11b 表达增加（图E-F）。在没有血小板的情况下，HSP47 的直接或共刺激也会增强 NET 的形成（图G）。抑制 TLR2 但不抑制 TLR4 会降低响应 HSP47 肽的 CD11b 表达（图H-I）。用重组HSP47刺激后，Pepinh-MYD肽（TLR2和-4信号通路下游的典型接头）抑制MyD88后CD11b表达减少（图J）。 ![]()
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招募了因脊髓损伤( SCI )导致长期卧床不起或坐轮椅的患者以及匹配的健康对照（图A）。SCI 中血小板 HSP47 表达降低，与冬眠熊群平行（图B）。免疫印迹和共焦荧光显微镜证实蛋白质表达减少，而 HSP47 细胞分布没有差异（图C-D）。SCI 患者中血小板的凝血酶结合减少（图E）。血小板颗粒释放和整合素激活（即CD62P和PAC-1）在长期固定中减弱（图F）。与健康对照相比，SCI 血小板上 HSP47 水平降低与中性粒细胞血小板相互作用减弱和 NETosis 相关（图G-I）。两组的合并分析显示，HSP47 表达与嗜中性粒细胞聚集体或 NET 之间存在直接相关性（图J）。与健康对照相比，SCI患者的HSP47转录本减少，表明HSP47调节发生在巨核细胞（MK）水平（图K）。对人类和熊蛋白质组之间的同源蛋白质进行了生物信息学匹配,SYK、ASAP1 和 Erp44 在熊和人类不动时下调。所有这些蛋白质都参与血小板活化，与自由放养的室内猪相比，流式细胞仪检测到血小板 HSP47 表达减少（图L-N）。
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研究结论：
通过 HSP47 下调，长期固定可逆转通常固定后的促血栓炎症状态，从而预防 VTE。因此，我们认为 HSP47 是预防固定患者 VTE 的一个有希望的靶点，此靶点保留于多种哺乳动物。
研究意义：
该数据确定了 HSP47 在先天免疫细胞和血小板严格控制的相互作用中驱动血栓炎症的功能。该研究结果为长期固定 SCI 患者的 VTE 风险与普通人群的风险相似这一悖论提供了机制上的见解。
