Sang H Min1, Aae Suzuki1, Liang Zhao1, Lurong Lian2, Timothy J. Stalker3, John K. Choi4, Charles S. Abrams2
1Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA
2School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pa. USA
3Department of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA
4Department of Pathology and Laboratory Medicine, Children's Hospital of Philadelphia, Philadelphia, PA, USA
Tóm tắt
Tóm tắt
Tiểu cầu đóng vai trò quan trọng trong việc cầm máu và hình thành huyết khối, cũng như trong các quá trình phi cầm máu, bao gồm xơ vữa động mạch và viêm. Mặc dù các sản phẩm tiết ra từ tiểu cầu được cho là các tác nhân trung gian thiết yếu trong những quá trình này, nhưng cơ chế giao tiếp giữa tiểu cầu và các tế bào của cả hệ tuần hoàn cũng như hệ miễn dịch vẫn chưa được hiểu rõ. Ở đây, chúng tôi báo cáo rằng việc bất hoạt một kinase phosphoinositide, PIKFyve, đặc hiệu trong tiểu cầu, dẫn đến sự tiết ra các hạt tiểu cầu bất thường và sự xâm nhập mô của các đại thực bào có nhiều vacuole, từ đó thúc đẩy cả viêm và huyết khối ở chuột.
Gần đây, chúng tôi đã tạo ra một mô hình chuột với mục đích phân tích vai trò của tổng hợp phosphoinositide trong sinh tổng hợp hạt tiểu cầu. Những con chuột này được thiết kế gen để tiêu diệt hoạt động kinase PIKFyve riêng biệt ở tiểu cầu (PF4Cre+ PIKFyvefl/fl), cần thiết để tổng hợp phosphatidylinositol(3,5)P2. Những con chuột PF4Cre+ PIKFyvefl/fl đã hình thành các hạt tiểu cầu bất thường, nhưng không mong đợi đã phát triển tình trạng rụng tóc, sưng cơ thể, loãng xương và suy đa tạng, dẫn đến tử vong vào khoảng 5–6 tháng tuổi. Phẫu thuật tử thi cho thấy sự xâm nhập mô nhắm vào các đại thực bào lớn có nhiều vacuole. Những phát hiện này được liên kết với huyết khối động mạch tăng tốc trong điều kiện sống. Bởi vì chiến lược nhắm mục tiêu không dự kiến ảnh hưởng trực tiếp đến các đại thực bào, chúng tôi đã phân tích sự biểu hiện mô của gen PF4-Cre ở chuột PF4Cre+ PIKFyvefl/fl bằng cách giao phối nó với một con chuột báo cáo LacZ phụ thuộc vào Cre. Sự biểu hiện PF4-Cre được xác nhận là giới hạn chỉ ở tiểu cầu và megakaryocyte, mà không có trong bất kỳ tế bào nào khác, bao gồm cả các đại thực bào có nhiều vacuole. Điều này gợi ý rằng kiểu hình do đại thực bào điều khiển là trung gian bởi các yếu tố ngoại vi, có thể là từ các tiểu cầu thiếu PIKFyve.
Để kiểm tra xem liệu kiểu hình của đại thực bào có được trung gian bởi các tế bào tạo máu hay không, các tế bào tủy xương PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl được cấy ghép vào các con chuột WT đã bị chiếu xạ chết người. Các con chuột nhận cấy ghép các tế bào PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl đã phát triển sự xâm nhập mô của các đại thực bào có nhiều vacuole ở nhiều cơ quan, lặp lại kiểu hình của các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl. Ngược lại, các con chuột nhận cấy ghép PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl đã bị chiếu xạ chết người nhưng được tái tạo lại bằng các tế bào hiến tặng WT đã hoàn toàn phục hồi tình trạng rụng tóc và sưng cơ thể, cũng như đã loại bỏ sự tích tụ mô của các đại thực bào có nhiều vacuole. Hơn nữa, trong khi các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl chỉ sống được 5–6 tháng, các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl là những người nhận các tế bào gốc tạo máu bình thường dường như có tuổi thọ bình thường. Tóm lại, dữ liệu của chúng tôi chứng minh rằng kiểu hình do đại thực bào điều khiển hoàn toàn được trung gian bởi các tế bào tạo máu.
Để xác định xem các hạt được giải phóng từ các tiểu cầu thiếu PIKFyve có trung gian kiểu hình của đại thực bào hay không, chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl đã được giao phối với các chuột Bloc1−/−. Phức hợp Bloc1 là cần thiết để gắn kết và hợp nhất túi trong quá trình sinh tổng hợp và tiết ra các hạt tiểu cầu. Các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl mà cũng đồng hợp tử với đột biến Bloc1 đã không phát triển kiểu hình đa dạng do đại thực bào điều khiển, thường thấy ở các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl. Điều này cho thấy rằng sự tiết ra các hạt từ các tiểu cầu thiếu PIKFyve là cần thiết để kích thích phản ứng của đại thực bào ở các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl. Đáng chú ý, các megakaryocyte thiếu PIKFyve hiển thị nhiều vacuole phình to trong tế bào chất qua kính hiển vi điện tử. Thêm vào đó, mặc dù sự tiết ra bình thường của các yếu tố hạt alpha và dense, tiểu cầu thiếu PIKFyve chứa và giải phóng mức độ cao các enzym lysosomal. Mặc dù nghiên cứu ex vivo về sự tập hợp tiểu cầu thiếu PIKFyve là bình thường, phân tích in vivo về hình thành cục máu đông tiểu cầu với mô hình tổn thương động mạch carotid gây ra bởi FeCl3 cho thấy sự hình thành cục máu đông động mạch tăng tốc, cho thấy rằng các con chuột PF4 Cre+ PIKFyvefl/fl có xu hướng huyết khối.
Tổng thể, dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng sự mất hoạt động kinase PIKFyve ở tiểu cầu dẫn đến sự hình thành các hạt tiểu cầu bất thường với sự gia tăng giải phóng enzym lysosomal, và khuyến khích sự phát triển của viêm và huyết khối do đại thực bào điều khiển. Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng thêm rằng sự tiết ra các hạt tiểu cầu làm điều chỉnh miễn dịch nguyên phát, và góp phần vào một loạt các quá trình sinh học mở rộng ra ngoài cầm máu.
Các công bố:
Không có xung đột lợi ích nào liên quan để khai báo.
