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擋腫瘤防血栓一箭雙鵰,「假」血小板為何如此優秀?


  來源:學術經緯


  癌症和心血管疾病是現代社會的兩大殺手,如果有一種方法既可以限制癌細胞轉移,又能阻止血管栓塞,那將給我們的健康帶來莫大的好處。最近,哈佛大學Wyss研究所的科學家們製造出一種假的血小板,在動物實驗中顯示出抑制血栓形成和減少腫瘤轉移的兩種作用。這項研究成果登上最新上線的《科學》子刊《Science Translational Medicine》封面。


  想知道「假」血小板為何能如此優秀,那我們要先了解一下正常血小板的特點。血液中的血小板有凝血功能,通常在血管受損傷時會發生一種叫做「活化」的變化過程,在刺激物(比如血管露出的纖維蛋白)的作用下發生黏附和聚集,形成凝塊來止血並促進傷口癒合。但是,活化的血小板相互聚集會在血管內導致危險的血栓。


  生物工程科學家想出了一個改造血小板的方法。他們取出正常血小板後,去掉它們的脂質外膜和內部包含的物質,保留表面的大部分粘附蛋白。這些假血小板能與其他細胞結合,但不會被活化,也就不會聚集成凝塊。


▲通過離心和去垢劑處理,得到了尺寸約為原先1/3大的「假」血小板(圖片來源:參考資料[1])

▲通過離心和去垢劑處理,得到了尺寸約為原先1/3大的「假」血小板(圖片來源:參考資料[1])

  按一定比例把假血小板加入正常血液後,在模擬血管環境的晶元上可以看到,出現刺激血小板凝血的化學物質時,假血小板自己不會聚集,還能夠阻止血液中真正的血小板黏附在管壁上。該研究的第一作者Anne-Laure Papa博士用了一個巧妙的比喻來解釋:「這些假血小板就像溜冰場上沿著牆壁飛速滑行的溜冰手,阻擋了其他溜冰手靠近牆壁,也就限制了它們減速和貼壁。」


  動物實驗也驗證了假血小板的抗凝血作用。家兔血液中的血小板數量和血小板大小都和人類接近,是測試血栓形成的良好模型。假血小板以一定比例輸入家兔的靜脈後,在誘導動脈損傷時可以顯著抑制血栓的形成。


 ▲從血流速度減少的程度來看,一定比例的假血小板可以顯著減少血管內血栓的形成(圖片來源:參考資料[1])

▲從血流速度減少的程度來看,一定比例的假血小板可以顯著減少血管內血栓的形成(圖片來源:參考資料[1])


  用假血小板抗血栓的方法還有一個特別的優勢,那就是快速的可逆性。要說抗血小板聚集的藥物,其實早已經有不少,比如經典的阿司匹林。這些藥物雖然可以減少危險的血栓,但需要逆轉效果時,比如患者需要接受手術時得避免無法控制地出血,患者往往必須提早一周停葯,這段時間裡就有血栓的風險。但要逆轉假血小板的作用,只要通過常規的靜脈注射給患者添加正常新鮮血小板,很快就可以恢復凝血。

  除了抗血栓,為什麼說這種假血小板還有抑制癌症發展的作用?其實,血小板除了相互抱團和黏附血管壁外,還會與進入循環系統的腫瘤細胞結合,為它們的遠端轉移「保駕護航」。


  當研究人員把假血小板和人源乳腺癌細胞混合在一起時,由於它們表面還留著受體,可以和正常血小板一樣與這些癌細胞相結合。但有意思的是,假血小板不會幫助癌細胞附著在血管壁上和外滲轉移,還會阻礙正常血小板那麼做。


  這個結果不僅可以在模擬人體血管的晶元上觀察到,在小鼠實驗中也得到了初步驗證。研究人員給裸鼠注射血小板和乳腺癌細胞的混合物,隨著假血小板的比例提高,癌細胞在小鼠體內形成的轉移瘤明顯更小也更少。


▲小鼠體內注入乳腺癌細胞和血小板的混合物,經過5周的觀察,假血小板可以抑制全身轉移瘤的生長(圖片來源:參考資料[1])

  展望前景,如果這種方法有可能在人體中進行測試,或許有一天可以通過注入假血小板來阻止原有腫瘤的擴散,或防止腫瘤切除術中進入循環系統的落網之魚到體內其他部位形成新腫瘤。由於可以用患者自身的血小板來製造假血小板,採用這種細胞療法還可能避免危險的免疫反應。


  現在已經在喬治華盛頓大學獨立開展工作的Papa教授表示,她正與同事們繼續探索這項技術,以提高假血小板在血流中的維持時間。他們還在挖掘假血小板的更大潛力,或許可以把它們改造為遞送藥物的載體來治療腫瘤。


  這項研究的負責人、Wyss研究所的創始人Donald Ingber教授評論說:「有些看似無關的疾病往往有相同的促成因子,有時是炎症、應激,而這次我們發現的是活化的血小板。靶向這類關鍵因子,我們可以同時針對多種疾病開發新的療法。」


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