血管性血友病因子結構功能及在止血、血栓形成中的作用

摘 要 血管性血友病因子(vWF)在止血和血栓形成過程中起重要作用。血漿中vWF為分子量不等的多聚體，vWF多聚體的大小與功能有密切關系，其分子量越大，與血小板結合能力越強，更能促進血小板聚集、血栓形成與微血管病性溶血。與血管性血友病因子裂解酶(vWF-cp)密切相關。因此研究vWF的生物學特性和功能具有重要意義。就vWF的生物合成，結構特點及生物學功能的研究進展作一綜述。

關鍵詞 血管性血友病因子 結構 血小板 vWF-cp

vWF基因和蛋白的結構與功能

vWF主要由內皮細胞合成，但表達合成vWF的上皮細胞存在非常明顯的異質性，血漿中vWF為分子量不等的多聚體。在蛋白質合成的初期，vWF經歷了翻譯后的修飾過程，包括二聚化與多聚化，以及D1～D2間的裂解。vWF的多種功能存在于不同的蛋白功能區里，如A1與vWF和血小板糖蛋白Ⅰb的結合有關，D3與vWF和FⅧ的結合有關，C2與vWF和血小板糖蛋白Ⅱb-Ⅲa受體的結合有關，A3與vWF和膠原的結合有關。vWF對凝血途徑的調節主要通過：①作為分子橋介導血小板與內皮下膠原的粘附反應，這是通過血小板糖蛋白（GP） Ib-Ⅸ（vWF受體）和內皮下膠原成分精氨酸-甘氨酸-門冬酰胺（Arg-Gly-Asp，RGD）三肽結合；vWF還能粘附于受刺激的內皮細胞，這一作用是通過上皮細胞表面玻璃連接蛋白（αvβ3）和vWF分子上的RGD三肽位點結合而實現的。②作為分子橋介導血小板與血小板之間的聚集反映，這一作用主要通過血小板表面存在vWF受體，血小板膜糖蛋白（GP）Ib-Ⅸ Ⅱb-Ⅲa而實現。③作為凝血因子Ⅷ的保護性載體，即vWF可保護因子Ⅷ的活性，還能穩定因子Ⅷ的mRNA，促進因子Ⅷ的合成與分泌。

血小板GP Ⅰbα上與vWF結合相關的重要區域

GP Ⅰb-Ⅸ-Ⅴ復合物為血小板受體，其主要功能是通過與vWf的結合引起血小板粘附，進而改變細胞骨架，引起血小板變形、移動、分泌、聚集和收縮等一系列變化。GP Ⅰbα是復合物中直接與vWF發生作用的部分。它們的相互作用是以上變化的始動環節。在病理性的和高切應力的條件下，這種相互作用則能引起血栓性疾病［1］。以往的大量研究主要是為了尋找vWF的精確結合位點，GP Ⅰbα氨基端晶體結構及其與vWFA1 區共結晶結構的發現成為該領域的重要進展。GPⅠbα與vWF直接接觸的部位位于N端側翼區、富含亮氨酸重復序列區和C端側翼區。

vWF-cp與vWF關系

研究表明，vWF-cp是具有凝血酶敏感蛋白模體的去整合素域和金屬蛋白酶域蛋白(ADAMTS)家族中的一個新成員，命名為ADAMTS13［2］。vWF-cp的金屬蛋白酶域是其活性域，能夠將大分子量的vWF多聚體水解為小分子肽段。后者是介導血小板與內皮下組織粘附進而形成血小板血栓的重要分子，其中大分子量的vWF 多聚體與血板的結合能力更強。因此，vWF-cp主要調節vWF 的結構與功能。

為進一步研究其活性區域特征，有人應用PCR方法從vWF-cp cDNA質粒中擴增出該酶的活性域，并進行克隆、表達和鑒定。即正常人血漿中存在的vWF降解片段，調節vWF與內皮下膠原和血小板等的粘附能力。其他結構域可能參與酶對底物或配體的識別及結合。vWF是人體內血栓形成與止血過程中的一個主要的糖蛋白，vWF-cp水解的敏感性異常或vWF-cp酶活性本身的異常，均影響vWF多聚體的形式，從而導致血栓栓塞性疾病或出血性疾病的發生。粗略估計vWF-cp在正常人血漿中的含量約為1μg/ml。妊娠期的后6個月該酶含量較前3個月減少，提示其合成可能受到高水平雌激素的影響。所以，研究vWF-cp結構與功能的關系對了解疾病發病機制有重要意義。近年來，發現在許多疾病狀態下vWF-cp酶活性的缺陷或降低，同時也伴有vWF質或量的異常。

vWF介導血小板粘附的機制

血液中的血小板始終在監視著血管壁的完整性，但由于高速流動的血流產生的剪切速率很大，假如沒有vWF幫助，橢圓形的血小板很難抗拒血流而停下來。血管內皮損傷后，表面的內皮細胞脫落，血液與內皮下組織中膠原纖維相接觸，首先起作用的是在血液中循環的vWF。因為它們呈線樣結構，抗拒剪切力的能力比血小板強的多，AA和A3是vWF粘附的主要功能基團分別負責與GP Ⅰb和膠原的結合。vWF 分子中的A3結構域能夠立即與內皮下暴露出來的膠原結合，并在剪切力的作用下，vWF發生伸展，使A1結構域暴露出來，被血小板上的GP Ⅰb受體識別。滾動的血小板上的GPⅠb受體與平鋪在損傷部位的vWF分子中的A1結構域不斷地結合、分離，使快速流動的血小板逐漸減速；在減速的過程中通過細胞內信息傳遞使其他受體也得到活化，如α2β1和GP Ⅵ、α5β1、GP Ⅱb/Ⅲa等，在它們的共同參與下，血小板最終粘附于血管壁的損傷部位；牢固粘附后的血小板由于血流切應力的作用，在GP Ⅱb/Ⅲa的介導下由橢圓形鋪展開，在血管損傷部位形成一層血小板膜［3］。由于表面受體的激活，鋪展開的血小板通過GP Ⅰb可以繼續粘附vWF；通過GP Ⅱb/Ⅲa和纖維蛋白原或vWF的參與，可與其他更多的血小板結成網，同時一系列復雜的凝血反應被啟動，最終形成血栓，堵在血管損傷部位，防止血液的丟失。這本是機體正常的自我保護機制，但這種保護機制并不能識別血管壁受損的性質和程度，對由動脈粥樣硬化引起的內皮淺表性損傷，它也同樣觸發血栓的形成，結果阻塞了血管，導致重要器官的血液灌注不足，出現缺血性疾病的發生。實際上，在循環血液中血小板和vWF是同時存在的，但在正常狀態下二者并不結合，只有vWF發生構型變化才介導血小板的凝集和粘附。vWF分子就像血小板與膠原之間的橋梁；是血小板粘附在血管損傷部位的“高級分子膠水”。正常的動脈內血流速度是比較快的，斑塊的形成使動脈內腔狹窄會產生更高的剪切力。因此，倘若沒有vWF的參與，僅僅依靠血小板是不可能在動脈粥樣斑塊的基礎上形成血栓的。表明vWF在病理性血栓形成中起重要作用。

參考文獻

1 趙蓮.血小板糖蛋白Ⅰbα上血管性血友病因子結合的研究進展.國外醫學藥學分冊，2004，31（5）：284-287.

2 高維強，阮長耿.ADAM-TS：一類新的金屬蛋白酶亞家族.生命的化學，2002，22(2)：96-100.

3 祝懷平，王迎春，白霞，等.人vWF-A1區蛋白的表達及其對血小板聚集的抑制作用.中國病理生理雜志，2004，20（1）：47-50.