血小板膜糖蛋白Ⅵ研究论文

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【摘要】血小板膜糖蛋白Ⅵ（GPⅥ）是血小板表面重要的胶原受体，能介导血小板与胶原的初期黏附，产生信号转导，提高整合蛋白受体亲合力，引起血小板聚集和血栓形成。抑制GPⅥ功能可显著抑制胶原诱导的血小板黏附、聚集和血栓形成，故GPⅥ已成为研制新型抗血小板药物的主要靶点。过去几年中，对血小板和胶原相互作用的研究取得很大进展,本文就GPⅥ的结构，GPⅥ的功能，GPⅥ功能相关因素，GPⅥ与临床等作一综述。

【关键词】血小板膜糖蛋白Ⅵ；胶原；血栓形成

AdvancesintheStudiesofplateletglycoproteinⅥ（GPⅥ）——Review

AbstractplateletglycoproteinⅥ（GPⅥ）isamajorreceptorforcollagenontheplateletsurface.Itmediatestheinitialplateletcontactwithcollagen,generatesintracellularsignals,increasestheaffinityofintegrinreceptor,andcausesplateletaggregationandthrombosis.SuppressionofGPⅥfunctioncansignicantlyinhibitcollagen-inducedplateletadhesion,aggregationandthrombosis,soGPⅥhasbecomeanoveltargetforantiplatelettherapy.Withinthelastfewyears,majoradvanceshavebeenmadeinunderstandingplatelet-collageninteractions.Inthispaper,theadvancesofstudyonGPⅥ,includingcompositionofGPⅥ,functionsofGPⅥ,factorsrelatedwithfunctionsofGPⅥ,GPⅥandclinicweresummarized.

KeywordsGPⅥ;collagen;thrombosis

血小板与血管损伤部位暴露的细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）接触是形成血栓、修复损伤组织和止血的第一道防线。在ECM的大分子组成成分中胶原起主要作用,它不但可以通过直接和间接的途径与血小板黏附，还可引起血小板聚集及促凝活性的表达,在存在高切应力的动脉或损伤血管处血小板与胶原的相互作用尤为重要。目前研究认为，血小板表面有两类胶原受体即整合蛋白α2β1(GPⅠa/Ⅱa)和血小板膜糖蛋白Ⅵ（GPⅥ）。α2β1可直接与胶原结合,但需要经过由内向外的信号转导转变为高亲和力状态才能实现，而GPⅥ在介导血小板与胶原黏附、快速信号转导、血小板活化及促凝活性表达等复杂过程中处中心位置［1］。近年来对GPⅥ的研究取得很大进展，现综述如下。

GPⅥ的结构

1982年,应用2-D凝胶电泳，GPⅥ首次被确认。1999年，Clemetson等［2］首先报道人GPⅥ克隆为Ⅰ型单链跨膜糖蛋白,属免疫球蛋白超家族成员。GPⅥ基因定位于19号染色体长臂(19q13.4)，含有8个外显子，分子量为62kD，其cDNA克隆全长1017bp,编码319个氨基酸残基和20个氨基酸信号肽，分子结构分为胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区有2个免疫球蛋白样结构域和含多个O糖基化位点的黏蛋白样富含丝／苏氨酸区域，为分子的空间活动提供一定的柔韧度；位于GPⅥ跨膜区19个氨基酸中第3位带正电荷的精氨酸与免疫球蛋白Fc受体γ链跨膜区的天门冬氨酸残基以盐键相连，组成受体复合物；胞内区含51个氨基酸，不含酪氨酸残基，但含有2个独特序列，一是靠近跨膜区富含碱性氨基酸的区域，能与钙调蛋白结合；另一个是位于中部的富含脯氨酸基序，可选择性与Src家族酪氨酸激酶Fyn和Lyn的SH3区结合［3］。

GPⅥ的功能

GPⅥ介导血小板与胶原的初期黏附，产生信号转导，提高整合蛋白受体亲合力，引起血小板聚集、释放和血栓形成［4］。

胶原、合成胶原及GPⅥ特异性配体

在人类基因组上，有20余种胶原基因，其中9种被证实表达于血管壁上，纤维胶原Ⅰ、Ⅲ型是血管壁ECM的重要组成成分，而Ⅳ型网状胶原是内皮细胞基底膜的组成形式。血小板可被不溶性纤维胶原激活，可溶性胶原不结合静止状态的血小板，而与另一胶原受体，活化的整合蛋白α2β1结合，它只有转变为纤维胶原时才能激活血小板［5］。胶原含有重复的GPO基序（G，甘氨酸；P，脯氨酸；O，羟脯氨酸），约占Ⅰ、Ⅲ型胶原的10％，是血小板与ECM接触的重要结构形式，也是与GPⅥ免疫球蛋白样结构域的结合基序。胶原相关肽（collagen-relatedpeptide，CRP）是含有串联的GPO基序的人工合成肽段，是GPⅥ的诱导剂。许多蛇毒肽可通过GPⅥ发挥作用，其中C型凝集素convulxin是最早被证实的，它通过使受体丛集诱导血小板活化。

GPⅥ与免疫球蛋白Fc受体γ链复合物

Jarvis等［6］发现，缺乏FcRγ链的血小板对胶原的刺激无反应，提示GPⅥ和FcRγ链以非共价键结合的蛋白复合物是所有类型胶原的关键受体，两者在结构和功能上密切相关。Yoshiki等［7］也实验证实，GPⅥ只有和FcRγ链组成异源二聚体，才能与胶原结合，而且只结合不溶性纤维胶原。FcRγ链含有免疫受体酪氨酸活化基序（immunoreceptortyrosinebasedactivationmotif，ITAM），是该复合物的信号转导部分。

GPⅥ与信号转导

胶原通过其特异性GPO序列与GPⅥ／FcRγ链受体复合物结合后，使2个GPⅥ复合物交联而活化。GPⅥ胞内富含脯氨酸的基序选择性与Src家族酪氨酸激酶Fyn和Lyn的SH3区结合，使FcRγ链的ITAM磷酸化，ITAM磷酸化为Syk家族酪氨酸激酶提供了结合位点，可特异结合在其串联的SH2区而使Syk酪氨酸磷酸化。拥有多个磷酸化位点的Syk底物，接头蛋白LAT和SLP-76等可募集其他信号转导复合体，引发下游许多效应酶包括磷脂酰C－γ2,小G蛋白和磷脂酰肌醇3激酶等活化，从而使信号转导级联扩大，导致胞内钙离子浓度升高，纤维蛋白原受体活化，细胞骨架重排，最终血小板发生聚集、释放和促凝活性表达。GPⅥ在体内分布有明显的空间限制性,仅分布于巨核细胞和血小板,在其他组织细胞未见表达,被认为是血小板胶原特异的信号转导蛋白。GPⅥ基因剔除小鼠血小板表现出对胶原刺激无反应，但无明显出血倾向［8］。

GPⅥ功能相关的影响因素

整合蛋白α2β1的作用

整合蛋白α2β1（也被称作为GPⅠa/Ⅱa或淋巴细胞VLA-2）是血小板上第一个被确认的胶原受体，依赖于Mg2与胶原结合，但不能诱导酪氨酸激酶活化。GFOGER序列是α2β1特异性螺旋肽，支持α2β1介导的黏附［9］。α2β1在体内多种组织上表达，是胶原和层黏连蛋白的受体，但在血小板上只和胶原结合。上个世纪80年代后期及90年代早期，α2β1被认为是血小板表面最主要的胶原受体，在血小板与胶原的黏附、活化中起关键作用，但后来对α2β1作用的研究出现争议。Jung和Moroi［10］的研究认为，整合蛋白与胶原的亲合力受细胞内信号的调整，即GPⅥ介导与胶原最初的结合，导致整合蛋白α2β1和αⅡbβ3的活化，反过来它们又介导了与胶原的稳定结合并加强了GPⅥ的信号转导。但另有研究证实α2β1在血小板与胶原的最初黏附中起着重要作用［11］。Auger等［12］应用特异性抗α2β1和GPⅥ抗体以及Src家族酪氨酸激酶抑制剂研究发现，α2β1和GPⅥ是通过不同途径介导血小板与胶原的结合，提示这两种胶原受体可能相互协作增加血小板与胶原的结合而刺激血小板活化。最近，Sarratt等［13］应用药理学和基因学方法研究证实，α2β1和GPⅥ这两个结构各异的胶原受体在血小板与胶原的结合中发挥同等重要的作用，都能产生细胞内信号转导，导致血小板聚集，并且两者有密切的合作关系。

GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ复合体的作用

内皮下胶原最初俘获血小板需要血浆蛋白vWF，它能同时结合胶原和GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ。vWF依赖的胶原结合作用可快速终止，使血小板仅在vWF表面滚动但不能形成稳定的血栓，这种结合能被胶原和胶原受体更稳定的结合而取代。vWF和GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ结合后刺激钙的动员和细胞骨架重排，上调αⅡbβ3亲合力，使其与VWF结合，增加黏附，结合纤维蛋白原而形成血栓。vWF和GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ结合后也可刺激血小板信号转导，引起血小板颗粒释放，上调整合蛋白亲合力，其具体途径可能类似于GPⅥ在血小板内的信号转导。GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ和GPⅥ两者的关系一般认为，在低切应力状态下，GPⅥ启动血小板聚集，而GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ复合物则引发高切应力条件下的血小板聚集。但最近对GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ及GPⅥ功能和信号转导的研究显示两者有许多共同特征，从而推测它们在细胞表面可能相互关联［14］。Arthur等［15］最近也研究发现，应用GPⅠb特异性单克隆抗体SZ2，可明显阻断GPⅥ特异性诱聚剂CRP所诱导的血小板聚集，并证实在静止和活化的血小板表面，GPⅥ和GPⅠb-Ⅴ－Ⅸ复合物均存在相互作用。

αⅡbβ3（GPⅡb/Ⅲa）的作用

αⅡbβ3作为纤维蛋白原受体是血小板血栓形成的最后步骤。当血管壁受损暴露血管内皮下基质,血小板通过GPⅠb及GPⅥ介导黏附于内皮下胶原组织,黏附的血小板随后发生一系列反应,包括花生四烯酸代谢,产生血栓烷A2和释放细胞颗粒内容物ADP等,导致αⅡbβ3复合物构型改变和纤维蛋白原受体的暴露,并通过与纤维蛋白原的结合而使血小板之间相互黏附、聚集成团,在血管破损处形成血栓。αⅡbβ3由内向外的活化依赖于钙离子而αⅡbβ3与配体结合后还会产生由外向内的信号传递引起血小板的第二次活化反应，促进颗粒释放，以正反馈增强活化过程；同时，血小板膜磷脂的翻转促进了血液的凝固过程［16］。

第二介质在胶原引发血小板聚集的作用

细胞活化是血小板与胶原黏附的必要条件,GPⅥ在此过程中起主要作用,但是GPⅥ介导的活化可被ADP和血栓烷等第二介质强化。这些可溶性活化诱导剂激活血小板并非与胶原直接接触，而是通过激活血小板上黏附胶原的整合蛋白α2β1和αⅡbβ3，促进信号转导。研究证明ADP是通过与G蛋白偶联的受体P2Y1和P2Y12激活血小板，当血小板被其他的诱聚剂激活，致密颗粒分泌ADP作用于P2Y1／P2Y12受体以自分泌和旁分泌机制促进血小板稳定聚集，这个信号转导途径协同GPⅥ信号促进整合蛋白活化。P2Y1偶联于Gαq，调节钙依赖的信号转导，引起血小板形状改变和快速、可逆的αⅡbβ3依赖性血小板聚集；P2Y12偶联于Gαi通过抑制腺苷酸环化酶产生cAMP来激活αⅡbβ3，这两个受体的相互关系是P2Y1启动聚集，P2Y12起加强作用［17］。当血小板通过α2β1途径结合胶原时，并不依赖于ADP和血栓烷等介质［18］。

GPⅥ活化途径的负性调节因子

血小板活化的信号转导能被血小板内皮细胞黏附分子1（plateletendothelialcelladhesionmolecule1,PECAM-1）抑制［19］。表达于血细胞及内皮细胞的PECAM-1(也称为CD31)参与白细胞跨膜迁移，调节细胞活化及凋亡等多个过程。当PECAM-1被激活后，通过Src家族酪氨酸激酶使其免疫受体酪氨酸抑制基序（immunoreceptortyrosinebasedinhibitionmotif，ITIM）磷酸化，募集酪氨酸、丝氨酸／苏氨酸或磷酯酶，随后抑制激酶依赖的信号转导。黏附受体的活化信号及PECAM-1抑制信号的平衡可调整血栓形成的刺激阈值，决定血栓大小和稳定度，防止血栓形成失控。

其他有争议的胶原受体

CD36（或GPⅣ）在上个世纪80年代晚期被认为是胶原受体，近来认为它是Ⅴ型胶原的特异性受体而非胶原的功能性受体，因为缺乏CD36的人或鼠，血小板对Ⅰ－Ⅴ型胶原的反应均正常［6］。另一个胶原受体是GPⅤ，它以非共价键与GPⅠb/Ⅸ相连，但其功能却不甚明了，不同的实验结果差异较大［1］，所以是否真正存在第三个功能性的胶原受体尚存在争议。综上所述，血小板与胶原的黏附模式为：循环血流中血小板黏附到受损血管壁的第一步是vWF分子的A3区与暴露的胶原结合，vWF分子的A1区发生构象的改变，而与血小板GP-Ⅳ-Ⅴ复合物结合，使血小板间接黏附于胶原纤维，同时GPⅥ介导血小板与胶原直接结合；第二步，GPⅥ－胶原的相互作用产生细胞内信号将β1、β3整合蛋白转为高亲合力状态，并诱发可溶性诱导剂的释放（主要是ADP和血栓素）放大整合蛋白的活化，通过活化更多的血小板而介导血栓形成［20］。GPⅠb介导的信号转导可放大GPⅥ诱发的活化信号；最后，血小板通过活化的整合蛋白α2β1（直接作用）和αⅡbβ3（通过vWF或其他配体间接作用）与胶原牢固黏附。整合蛋白介导的黏附加强了GPⅥ与胶原的相互作用，引起信号转导增加，更上调整合蛋白活性，增加释放和促凝活性的表达，最终导致血栓形成。

GPⅥ与临床

GPⅥ在止血和血栓中的临床意义

尽管细胞外基质成分复杂，但血小板和胶原的黏附在体内启动止血和血栓起重要作用。抑制GPⅥ功能可在体外高切应力下显著抑制胶原诱导的血小板黏附、聚集和血小板血栓形成［21］。GPⅥ缺乏最重要的特点是患者血小板对胶原诱导的聚集无反应，但对其他诱聚剂反应正常。Boylan等［22］报道在一例ITP患者血浆中检测到抗GPⅥ自身抗体，虽然其GPⅥ基因正常，但血小板表面GPⅥ和FcRγ链几乎丧失，证实是其自身抗体特异性结合GPⅥ阳性血小板，清除血浆中可溶性GPⅥ，导致血小板不能结合胶原，也不能形成血栓。Samaha等［23］用流式细胞技术直接测定血小板表面的胶原受体密度，发现心肌梗死患者受体密度较正常对照增高，提示血小板胶原受体密度增高可能是心肌梗死患者新的危险因素。Bellucci等［24］报道2例恶性血液病患者胶原诱导的血小板功能障碍是由于GPⅥ偶联的信号转导通路受损。Nurden等［25］报道1例灰色血小板综合症患者伴有获得性GPⅥ缺乏，其胶原诱导的血小板聚集功能受损。

新型抗血小板药物的研究进展

血栓栓塞性疾病是当前危害人类健康的主要原因之一,血小板异常活化在血栓形成中起重要作用,因而研制开发抑制血小板黏附、释放、聚集功能和血小板活化的抗血小板药物是抗血栓治疗的一个重要策略。如抗血小板GPⅡb/Ⅲa单克隆抗体阿昔单抗能有效预防冠状动脉闭塞患者溶栓治疗和冠状动脉腔内成型术后的冠状动脉再栓塞，但存在治疗窗口狭小和并发出血等不良反应。血小板与胶原之间的相互作用是血小板黏附、聚集和活化的始动因素,因而成为研制新型抗血小板药物的主要靶点［26］。在小鼠体内动脉损伤模型中发现，经抗GPⅥ抗体处理的血小板不与损伤的动脉内膜发生黏附，也不在局部形成血栓［27］。体外试验也表明，抗小鼠GPⅥ单克隆抗体JAQ1对胶原诱导的血小板聚集有一定的抑制效应［13］，它可使循环血小板表面的GPⅥ内化和降解,产生GPⅥ基因剔除样现象，但不影响其他血小板受体如GPⅡb/Ⅲa、GPⅠb/Ⅸ等,表明JAQ1是特异性阻断GPⅥ依赖性血小板活化通路。Qian等［28］应用组合抗体文库技术制备人源抗GPⅥ抗体,其中A10克隆可特异性抑制胶原诱导的血小板聚集。

Smethurst等［29］应用噬菌体抗体库技术筛选出抗GPⅥScFv抗体(10B12),可显著抑制胶原与GPⅥ的结合。因GPⅥ仅在血小板和巨核细胞上表达，针对GPⅥ为靶点的抗体对抑制血小板活化具有特异性的阻断作用,且GPⅥ缺乏患者仅表现为轻微的出血倾向，更容易耐受，故目前人们正积极寻找有效的GPⅥ拮抗剂，联合不同作用机制的抗血小板药物可能是抗栓治疗的一个方向。

结语

近年来，对血小板及胶原相互作用以及在启动止血及血栓作用的研究取得很大进展。GPⅥ作为主要的胶原受体参与血小板的初期黏附,并诱发一系列血小板由内到外的信号转导,活化血小板膜表面整合蛋白受体,导致血小板聚集和血小板血栓形成，故血小板GPⅥ结构和功能的完整性对正常止血功能的发挥和动脉血管内高切应力条件下的病理性血栓形成有重要影响。开发GPⅥ高度特异性抑制剂对基础研究很有价值并具有临床应用潜力。

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