血小板膜糖蛋白Ⅵ（GPⅥ）探究进展

1、血小板膜糖蛋白vi (gpvi)探究进展【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advances in the studies of platelet glycopr

2、otein vi ( gpvi)reviewabstractplatelet glycoprotein vi ( gpvi) is a major receptor for collagen on the platelet surface it mediates the initial platelet contact with collagen, generates intracellular signals, increases the affinity of integrin receptor, and causes platelet aggregation and thrombosis

3、 suppression of gpvi function can signicantly inhibit collagen-induced platelet adhesion, aggregation and thrombosis, so gpvihas become a novel target for antiplatelet therapy.within the last few years, major advances have been made in understanding platelet-collagen interactions in this paper, the

4、advances of study on gpvi, including composition of gpvi, functions of gpvi, factors related with functions of gpvi, gpvi and clinic were summarized.key wordsgpvi； collagen； thrombosis血小板与血管损伤部位暴露的细胞外基质(extracellular matrix, 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

5、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 a2pl(gpla/iia)和血小板膜糖蛋白vi (gpvi)。a 2 b 1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

6、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（19ql3. 4）,含有8个外显子，分子量为62 kd, 其cdna克隆全长1 017 bp,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0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y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

7、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。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 a 2 b 1结合，它只有转变为纤维胶原时才能激活血小板5。 胶

8、原含有重复的gpo基序(g,甘氨酸；p,脯氨酸；0,拓 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-related peptide, 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y链复合物jarvis等6发现，缺乏fcry链的血小板对胶原 的刺激无反应，提示gpvi和fcry链以非共价键结合的蛋白 复合物是所有类型胶原

9、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fcry 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。fcry链含有免疫受体酪氨酸活化基序(immuno receptor tyrosine based activation motif, 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/fcry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fcry链的itam磷酸化，itam磷酸化为

10、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-y2,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8ogpvi功能

11、相关的影响因素整合蛋白a 23 1的作用整合蛋白a2bl（也被称作为gpla/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 a 2 b 1特异性螺旋肽，支持a 23 1介导的黏附9。a 2 b 1 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，a2b 1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a2bl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

12、信号的调整，即gpvi介导与胶 原最初的结合，导致整合蛋白a2b 1和a ilbp 3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a2bl在血小板与胶原的最初黏 附中起着重要作用】lloauger等12应用特异性抗a2b 1 和gpvi抗体以及src家族酪氨酸激酶抑制剂研究发现， a2b 1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，a2b 1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

13、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。gp i b-v-lx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gp i b-v-ixo 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gp i b-v-ix结合后刺激钙的动员和细胞骨架重排，上调 a ilbp 3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gp i b-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

14、可能类似于gpvi在血小板内的信号转导。gp i b-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gplb-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gp i b-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gplb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gp i b-vix复合物均存在 相互作用。a iibb3 (gpilb/llla)的作用a iib

15、b3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gplb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a iibb3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。a iibb3由内向外的活化依赖于钙离子而a lib 3 3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

16、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 a2bl和a hbp3,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 gaq,调节钙依赖的信号转导，引起血小板形状改变和

17、快速、 可逆的aiibb3依赖性血小板聚集；p2y12偶联于gai通 过抑制腺昔酸环化酶产生camp来激活a hb3,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a2b 1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 (pla.telet endothelial cell adhesion molecule 1, pec am-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-

18、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 （immuno receptor tyrosine based inhibition motif, 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iv型胶 原的反应均正常6。另一个胶原受体是gpv,它

19、以非共价 键与gp i b/ix相连，但其功能却不甚明了，不同的实验结果 差异较大门，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01、b3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。gp

20、lb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a2bl （直 接作用）和a iibb3 （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

21、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fcry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

22、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

23、 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gplib/iua、gp i b/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 gpvi scfv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

24、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

25、性抑制剂对基础研究 很有价值并具有临床应用潜力。【参考文献】1 nieswandt b, watson sp platelet-collagen interaction： is gpvi the central receptor? blood, 2003； 102： 449-4612 clemetson jm, polgar j, magnenat e, et al. the platelet collagen receptor glycoprotein vi is a member of the immunoglobulin superfamily closely related to fc

26、 a r and the natural killer receptors j biol chem, 1999； 274： 29019-290243 suzuki-inoue k, tulasne d, shen y, et al. association of fyn and lyn with the proline-rich domain of glycoprotein vi regulates intracellular signaling. j biol chem, 2002； 277： 21561-215664 best d, senis ya, jarvis ge, et al.

27、gpvi levels in platelets： relationship to platelet function at high shear. blood, 2003； 102： 2811-28185 moroi m, jung sm. platelet glycoprotein vi： its st rue tu re and func tion thromb res, 2004； 114： 221-2336 jarvis ge, atkinson bt, snell dc, et al. distinct roles of gpvi and integrin alpha (2) be

28、ta (1) in platelet shape change and aggregation induced by different collagens . br j pharmacol,2002；137:107-1177 miura y, takahashi t, jung sm, et al. analysis of the interaction of platelet collagen receptor glycoprotein vi (gpvi) with collagen. a dimeric form of gpvi, but not the mono meric form,

29、 shows affinity to fibrous collagen. j biol chem, 2002； 277: 46197-462048 kato k, kanaji t, russell s, et al. the contribution of glycoprotein vi to stable platelet adhesion and thrombus formation illustrated by targeted gene deletion blood, 2003； 102： 1701-17079 siljander pr, hamaia s, peachey ar,

30、et al. integrin activation state determines selectivity for no vel recognition sites in fibrillar collage ns. j biol chem, 2004； 279： 47763-4777210 jung sm, moroi m. signaltransducing mechanisms involved in activation of the platelet collagen receptor integrin alpha (2) beta (1) j biol chem, 2000； 2

31、75： 8016-802611 siljander pr, munnix ic, smethurst pa, et al. platelet receptor interplay regulates collagen-induced thrombus formation in flowing human blood. blood, 2004； 103： 1333-134112 auger jm, kuijpers mj, senis ya, et al. adhesion of human and mouse platelets to collagen under shear： a unify

32、ing model faseb j, 2005； 19： 825-82713 sarratt kl, chen h, zutter mm, et al. gpvi and alpha2betai play independent critical roles during platelet adhesion and aggregate formation to collagen under flow. blood, 2005；106： 1268-127714 andrews rk, gardiner ee, shen y, et al.platelet interactions in thro

33、mbosis. iubmb life, 2004； 56： 13-1815 arthur jf, gardiner ee, matzaris m, et al. glycoprotein vi is associated with gpib-ix-v on the membrane of resting and activated platelets. thrombhaemost, 2005； 93： 716-72316 andrews rk, berndt mc platelet physiology and thrombosis thromb res, 2004； 114： 447-453

34、17 nurden at, nurden p. advantages of fast-acting adp receptor blockade in ischemic heart disease . arterioscler thromb vase biol, 2003； 23： 158-15918 jarvis ge, best d, watson sp. differential roles of integrins alpha2betal and alphallbbeta3 in collagen and crp-induced platelet activation. platelet

35、s, 2004； 15： 303-31319 gibbin jm. platelet adhesion signalling and the regulati on of thrombus format io n. j cell sci, 2004； 117： 3415-342520 leeut c, schoolmeester a, kui jpers mj, et al. principal role of glycoprotein vi in alpha2betai and alphallbbeta3 activation during collagen-induced thrombus

36、 formation arterioscler thromb vase biol,2004； 24： 1727-173321 lecut c, feeney la, kingsbury g, et al. humanplatelet glycoprotein vi function is antagonized bymonoclonal antibody-derived fab fragments j thrombhaemost, 2003； 1: 2653-266222 boylan b, chenh,rathore v,et al.anti-gpvi-associated itp：anacquiredplateletdisorder caused by autoantibody-mediated clearance of the gpvi/fcrgamma-chain complex from the huma n platelet surface. blood, 2004； 104： 1350-135523 samaha ff, hibbard c, sacks j, et al. density of platelet collagen receptors glycoprotein vi and alpha2betal an