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既然內(nèi)毒素可以引起組織因子途徑啟動,那么內(nèi)毒素究竟誘導(dǎo)哪些細胞表達TF引起血管內(nèi)凝血呢?
根據(jù)TF合成情況,體內(nèi)細胞可分為三類:
①固有性表達TF細胞,如腦部星狀膠質(zhì)細胞,胎盤滋養(yǎng)層細胞等TF固有性表達極為豐富;其他大部分組織細胞如血管平滑肌細胞﹑成纖維細胞等也有TF的固有性表達,尤以血管外膜、器官包膜、皮膚表皮及黏膜等處相當(dāng)豐富,它們猶如袖套狀圍繞血管與被套狀包繞器官,在體內(nèi)構(gòu)成一個分布廣泛的止血屏障。
②不表達TF的細胞,如淋巴細胞、血小板、紅細胞等。
③誘生性表達TF的細胞,如血管內(nèi)皮細胞、單核細胞、巨噬細胞等。一般認為固有性TF表達是以嵌膜蛋白形成存在,它主要與生理性止血有關(guān);誘生性表達可以嵌膜蛋白或小囊泡形式存在,它主要與病理條件下血栓形成有關(guān)。
現(xiàn)在普遍認為內(nèi)毒素引起血管內(nèi)凝血,這是由于它能誘導(dǎo)單核細胞與血管內(nèi)皮細胞大量表達TF所致。
以往所謂組織凝血活酶,實質(zhì)上包括TF與磷脂兩部分,曾誤認為TF為脂蛋白?,F(xiàn)已明確TF是一個跨膜糖蛋白,又稱CD142。成熟的TF為一單鏈跨膜蛋白,由263個氨基酸組成。按氨基酸組成計算分子量為2.96萬,按SDS-PAGE推算為4.2萬~4.7萬,可能與膜外部分糖基化有關(guān)。膜外區(qū)由氨基酸殘基(AA)1~219組成,構(gòu)成二個β折疊片呈V形排列??缒^(qū)由AA220~242組成。胞漿區(qū)由AA243~263組成。胞漿區(qū)通過硫酯鍵與鹽鍵,使TF錨定在胞膜上,胞漿尾在信號傳遞中起著重要作用。
TF在功能上既是FⅦ與FⅦa的受體,又是FⅦa激活FⅩ和FⅨ的必需輔因子。FⅦ只有與TF結(jié)合才有可能被激活成為FⅦa ;FⅦa也只要與TF結(jié)合才能有效地激活FⅩ和FⅨ。這是由于在磷脂和Ca2+存在的條件下,TF與FⅦ喱或FⅦa以1∶1方式結(jié)合,一旦結(jié)合立即引起FⅦ和FⅦa發(fā)生構(gòu)象變化,這種構(gòu)象改變有利于FⅦ的活化及FⅦa充分發(fā)揮催化活性的緣故。
新近實驗表明TF是一個真正的受體,F(xiàn)Ⅶa 作為配體,F(xiàn)Ⅶa 與TF結(jié)合立即引起胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。從已有資料看來,它主要是通過絲裂原活化蛋白激酶途徑,上調(diào)多個基因表達(如Poly(A)聚合酶、尿激酶受體、TF等)。TF基因剔除可以導(dǎo)致小鼠在胚胎期死亡。這主要與卵黃囊血管生成和凝血障礙有關(guān)。
人的TF基因位于染色體1P21-22,全長12.4kb,含6個外顯子,5個內(nèi)含子。轉(zhuǎn)錄起始點距TATA盒26 bp。在TATA盒上游含有多個轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點,包括SP-1、EGR-1、AP-1,AP-2和NF-B。其中在單核細胞和血管內(nèi)皮中涉及內(nèi)毒素及細胞因子反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子最重要的是NF-κB。那么內(nèi)毒素究竟是如何啟動TF表達的?
目前多數(shù)學(xué)者認為內(nèi)毒素首先與血漿中脂多糖結(jié)合蛋白結(jié)合,然后以復(fù)合物形式與CD14結(jié)合。CD14一般稱為內(nèi)毒素受體。實際上,單核/巨噬細胞表面的確含有較多的CD14,內(nèi)毒素-脂多糖結(jié)合蛋白復(fù)合物(LPS-LBP)可以直接與CD14結(jié)合。但血管內(nèi)皮細胞表面并無CD14,而是內(nèi)毒素-脂多糖結(jié)合蛋白復(fù)合物與血漿中可溶性CD14結(jié)合,其后這個大復(fù)合物再與血管內(nèi)皮細胞結(jié)合。
由于CD14并不是一個跨膜蛋白,它僅以糖磷脂酰肌醇形式錨定在細胞膜表面,本身不可能將內(nèi)毒素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進人細胞內(nèi),肯定還需通過其他跨膜蛋白。
新近發(fā)現(xiàn)單核/巨噬細胞和血管內(nèi)皮細胞存在鐘樣受體(toll-like recepor,TLR),它們是跨膜蛋白。其中TLR2主要識別并結(jié)合革蘭陽性細菌壁上的肽聚糖和脂蛋白,TLR4主要識別并結(jié)合內(nèi)毒素-CD14復(fù)合物。從信號轉(zhuǎn)導(dǎo)角度考慮,可以認為TLR4才是內(nèi)毒素的真正受體。
內(nèi)毒素-CD14復(fù)合物與TLR4結(jié)合后,相繼通過髓樣細胞分化因子88(My88 )→白介素-1受體相關(guān)激酶(IRAK)→腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF)6-NF-κB誘導(dǎo)激酶(NIK)→抑制性NF-κB激酶(IKK)→NF-κB/Ⅰ-κB中的Ⅰ-κB磷酸化→NF-κB與Ⅰ-κB分離。于是NF-κB穿過核孔進人核內(nèi),NF-κB(實際上是cRel和P65源二聚體)與TF基因DNA的結(jié)合部位結(jié)合,從而啟動TF基因的轉(zhuǎn)錄(圖5-2)。其后TF mRNA相繼通過翻譯與隨后蛋白修飾,最后TF蛋白以跨膜形式存在或以小囊泡形式釋放。
應(yīng)當(dāng)強調(diào)指出:NF-κB是指由Rel蛋白家族成員以同源或異源二聚體組成的一組核轉(zhuǎn)錄因子。內(nèi)毒素也引起其他基因轉(zhuǎn)錄,從而促進許多蛋白表達,諸如急性期蛋白(如C-反應(yīng)蛋白、血管緊張素原、α1-酸性糖蛋白、補體C3等)、細胞因子(如TNFα、IL-1β、IL1、IL-8等)黏附分子(如VCAM-1、ELAM1、ICAM等)以及單核細胞趨化蛋白(MCP)-1和纖溶醇原活化素抑制物(PAI)-1等等。
新近發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素還可通過NF-κB途徑促進血管內(nèi)皮細胞TLR4和TLR2的表達。此外,內(nèi)毒素誘導(dǎo)表達的細胞因子(TNFα、IL-6、IL-1等)又可通過NF-κB途徑促進血管內(nèi)皮細胞TF表達。因此,在內(nèi)毒素引起TF表達過程中,可能通過多重正反饋方式而得到放大效應(yīng)。
還應(yīng)當(dāng)看到:注入內(nèi)毒素或大腸桿菌使微血管體系中單核細胞增加,在其TF表達明顯增加的同時,血管內(nèi)皮細胞表面TFPI和凝血酶調(diào)制素減少。這種促凝和抗凝活性之間的失衡,則可能促進DIC的發(fā)生。