科学家发现导致糖尿病患者血栓形成的关键原因

时间:2017-08-08 13:00:23
频道:国际资讯
来源:medicalxpress
作者:生物谷翻译

根据爱荷华大学研究人员的一项新研究,血小板,血液中能够凝血的细胞,高度依赖于其代谢葡萄糖的能力。

发表在Cell Reports和发表在动脉硬化,血栓形成和血管生物学(ATVB)的相关论文中的研究结果可能有助于了解糖尿病患者血管内血栓形成增加的风险 – 血管内血块增加风险。
 
血小板是血液中的盘形细胞碎片,当被激活时,它们聚集形成凝块。增加的血小板活化也可能有助于炎性病症如类风湿性关节炎和败血症死亡率增加。研究团队发现,缺乏血小板用于从循环中导入葡萄糖的蛋白质的小鼠具有较低的血小板计数,其血小板寿命更短。
 
“我们发现,葡萄糖代谢在血小板的整个生命周期(从生产到身体所做的工作)以及如何从体内清除都是至关重要的。” 医学院内分泌科,糖尿病研究中心主任E. Dale Abel教授,博士说道。
 
葡萄糖进入血小板需要两种蛋白质 - 葡萄糖转运蛋白(GLUT)1和GLUT3。 Abel和他的同事研究了单独缺失GLUT1和GLUT3或GLUT3的遗传工程小鼠模型,并观察了血小板形成,功能和清除程度如何受到影响。
 
在没有代谢葡萄糖的能力的情况下,小鼠确实产生血小板,并且血小板的线粒体代谢其他物质代替葡萄糖以完成其产生细胞能量的工作。但小鼠的血小板计数低于正常值。
 
研究人员能够确定缺少GLUT1和GLUT3的小鼠血小板计数下降的两个原因:产生的血小板少,血小板的清除率增加。
 
血小板由称为巨核细胞的骨髓中的细胞产生。研究人员测试了巨核细胞通过消耗血小板血液并观察随后的恢复而产生新血小板的能力,其低于正常值。他们还测试了培养的巨核细胞,刺激了它们产生新的血小板,发现新血小板的产生有缺陷。
 
“显然,我们表明有必要葡萄糖从骨髓中分离血小板,”阿贝尔说。
 
此外,该团队还观察到,即使在没有葡萄糖的情况下,年轻的血小板功能正常。但是随着年龄的增长,血小板被正常清除,因为它们被破坏了。
 
“我们确定了一种新的坏死机制,通过这种机制,不存在葡萄糖会导致称为钙蛋白酶的蛋白质的裂解,这标志着这种坏死途径,”Abel说。 “如果我们用钙蛋白酶抑制剂治疗动物,我们可以减少增加的血小板清除率。
 
该小组还试图确定血小板是否可以存在,并且当线粒体代谢停止时起作用。小鼠以一种健康小鼠可以耐受的剂量注射线粒体毒素。然而,在缺少GLUT1和GLUT3的小鼠中,血小板计数在约30分钟内降至零。
 
“这项工作定义了血小板离开骨髓的新陈代谢非常重要的作用,它们如何流通,以及如何保持流通,”阿贝尔说。 “甚至可能会影响为什么血小板在一段时间内被用于血库时才能使用 起来更新鲜更好。”
 
在ATVB的相关研究中,研究小组表明,GLUT3在血小板活化中起主要作用,血小板减少的GLUT3小鼠在肺动脉栓塞中存活,并在类风湿性关节炎模型中发展较少的关节炎。 Abel说,这项研究为探索在抑制血小板激活可能有益的条件下,调节血小板葡萄糖利用率可用于治疗目的的策略。
 
这项工作是美国国立卫生研究院与犹他州大学研究人员合作的一部分,旨在了解增加糖尿病血栓形成风险的机制。
 
“我们知道,在糖尿病中,血小板使用过多的葡萄糖,”Abel说。 “葡萄糖代谢的这种增加与许多糖尿病血管并发症的血小板多动症相关,降低血小板使用葡萄糖的能力可能在糖尿病的背景下具有治疗益处。”
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科学家发现导致糖尿病患者血栓形成的关键原因

根据爱荷华大学研究人员的一项新研究,血小板,血液中能够凝血的细胞,高度依赖于其代谢葡萄糖的能力。

发表在Cell Reports和发表在动脉硬化,血栓形成和血管生物学(ATVB)的相关论文中的研究结果可能有助于了解糖尿病患者血管内血栓形成增加的风险 – 血管内血块增加风险。
 
血小板是血液中的盘形细胞碎片,当被激活时,它们聚集形成凝块。增加的血小板活化也可能有助于炎性病症如类风湿性关节炎和败血症死亡率增加。研究团队发现,缺乏血小板用于从循环中导入葡萄糖的蛋白质的小鼠具有较低的血小板计数,其血小板寿命更短。
 
“我们发现,葡萄糖代谢在血小板的整个生命周期(从生产到身体所做的工作)以及如何从体内清除都是至关重要的。” 医学院内分泌科,糖尿病研究中心主任E. Dale Abel教授,博士说道。
 
葡萄糖进入血小板需要两种蛋白质 - 葡萄糖转运蛋白(GLUT)1和GLUT3。 Abel和他的同事研究了单独缺失GLUT1和GLUT3或GLUT3的遗传工程小鼠模型,并观察了血小板形成,功能和清除程度如何受到影响。
 
在没有代谢葡萄糖的能力的情况下,小鼠确实产生血小板,并且血小板的线粒体代谢其他物质代替葡萄糖以完成其产生细胞能量的工作。但小鼠的血小板计数低于正常值。
 
研究人员能够确定缺少GLUT1和GLUT3的小鼠血小板计数下降的两个原因:产生的血小板少,血小板的清除率增加。
 
血小板由称为巨核细胞的骨髓中的细胞产生。研究人员测试了巨核细胞通过消耗血小板血液并观察随后的恢复而产生新血小板的能力,其低于正常值。他们还测试了培养的巨核细胞,刺激了它们产生新的血小板,发现新血小板的产生有缺陷。
 
“显然,我们表明有必要葡萄糖从骨髓中分离血小板,”阿贝尔说。
 
此外,该团队还观察到,即使在没有葡萄糖的情况下,年轻的血小板功能正常。但是随着年龄的增长,血小板被正常清除,因为它们被破坏了。
 
“我们确定了一种新的坏死机制,通过这种机制,不存在葡萄糖会导致称为钙蛋白酶的蛋白质的裂解,这标志着这种坏死途径,”Abel说。 “如果我们用钙蛋白酶抑制剂治疗动物,我们可以减少增加的血小板清除率。
 
该小组还试图确定血小板是否可以存在,并且当线粒体代谢停止时起作用。小鼠以一种健康小鼠可以耐受的剂量注射线粒体毒素。然而,在缺少GLUT1和GLUT3的小鼠中,血小板计数在约30分钟内降至零。
 
“这项工作定义了血小板离开骨髓的新陈代谢非常重要的作用,它们如何流通,以及如何保持流通,”阿贝尔说。 “甚至可能会影响为什么血小板在一段时间内被用于血库时才能使用 起来更新鲜更好。”
 
在ATVB的相关研究中,研究小组表明,GLUT3在血小板活化中起主要作用,血小板减少的GLUT3小鼠在肺动脉栓塞中存活,并在类风湿性关节炎模型中发展较少的关节炎。 Abel说,这项研究为探索在抑制血小板激活可能有益的条件下,调节血小板葡萄糖利用率可用于治疗目的的策略。
 
这项工作是美国国立卫生研究院与犹他州大学研究人员合作的一部分,旨在了解增加糖尿病血栓形成风险的机制。
 
“我们知道,在糖尿病中,血小板使用过多的葡萄糖,”Abel说。 “葡萄糖代谢的这种增加与许多糖尿病血管并发症的血小板多动症相关,降低血小板使用葡萄糖的能力可能在糖尿病的背景下具有治疗益处。”

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