脑源性微粒在颅脑创伤相关凝血功能障碍发生中的机制研究

Traumatic Brain Injury (TBI) associated coagulopathy is known for high incidence rate and mortality, but its mechanism has not yet been defined. Recently, platelet-derived Microparticles (PDMP) have been proved that they have a positive correlation with the coagulopathy, but they can not explain the formation of TBI associated coagulopathy. Our previous study has showed that brain-derived Microparticles (BDMP) have stronger procoagulant effect than PDMP (Ye Tian, etc. Blood 2015). Large amounts of BDMP can be released into peripheral blood after TBI in mice. The rich expression of tissue factor and phosphatidylserine on the surface of BDMP can combine with platelets to promote platelets activation and product procoagulant effect. In this proposal, we will use TBI mouse model, Gene knock out mice, hopping probe ion conductance microscopy and RNA interference technology to further investigate: 1) the cytology and molecular mechanisms of the combination between BDMP and platelets, and the role of this combination in the TBI associated coagulopathy; 2) the mechanism of BDMP clearance mediated by Lactadherin protein; 3) the relation of BDMP and coagulation function change after TBI. The results of this proposal will provide a new target for the prevention and treatment of TBI associated coagulopathy, and pave a way for establishment of new clinical treatments of TBI associated coagulopathy.

颅脑创伤(TBI)相关凝血功能障碍发生率和死亡率高，机制尚不明确。近来，凝血因子，特别是血小板源微粒与凝血功能障碍的关系倍受关注，但仍难以解释TBI后凝血功能障碍的原因及其机制。课题组的研究(Ye Tian, etc. Blood 2015)发现，脑源性微粒(BDMP)促凝作用更强，小鼠TBI后大量BDMP释放入血，其表达丰富的组织因子和磷脂酰丝氨酸, 可促进血小板活化，发挥促凝作用。本项目拟在该基础上，借助小鼠TBI模型，借助基因敲除小鼠、离子电导显微镜、RNA干扰等技术进一步研究：1. BDMP与血小板结合的细胞学与分子机制及其在TBI后凝血功能障碍中的作用；2. 巨噬细胞在Lactadherin蛋白介导下对BDMP的清除机制；3. BDMP与TBI后凝血功能变化的关系。探明BDMP在TBI相关凝血功能障碍发生中的作用及其机制，初步探索可能的干预靶点及预防治疗方法，为改善临床TBI治疗

颅脑创伤(TBI)的致残率、致死率极高，目前尚无有效改善预后的手段，这与其机制尚不明确相关。项目负责人前期研究首次发现脑源性微粒(BDMP)的促凝作用更强，小鼠TBI后大量BDMP释放入血，其表达丰富的组织因子和磷脂酰丝氨酸, 可促进血小板活化，发挥促凝作用。在该基础上，申请了该项目拟进一步研究 BDMP的相关特性。经过3年的研究我们获得了一些结果：1）验证了BDMP表面表达PSGL-1。体外验证加入PSGL-1拮抗剂后BDMP与血小板的结合减少，同时血小板的钙离子内流及血小板表面PS的表达都显著减少。初步提示BDMP是通过其表面的PSGL-1这个靶点与血小板相结合的。2）体外验证BDMP能被小胶质细胞吞噬并能激活小胶质细胞，初步提示BDMP具有一定的促炎作用。动物体内试验验证外源性注射BDMP后的脑组织周围激活的小胶质细胞数量明显增加，同时TNF-α和MCP-1等促炎因子mRNA显著增高，推测神经损伤后释放的BDMP是引起继发性神经炎症反应的诱发因素。3）外源性给予Lactadherin蛋白可以缓解BDMP介导的凝血时间延长，同时降低小鼠的死亡率。初步提示Lactadherin蛋白作为介导巨噬细胞清除细胞碎片的主要蛋白，确实可以减轻BDMP所带来的不良后果。4）分离小鼠脑组织间隙中的外泌体，进行环状RNA测序。我们发现TBI后共有231个环状RNA发生变化，其中155个上调，76个下调。经过GO和KEGG pathway分析，结果显示变化的环状RNA主要与神经发育相关。这些结果进一步完善了BDMP的特性描述，其不只有促凝特性，还具有促炎作用，调控神经再生等作用，为后续开展相关研究打下了基础。同时初步探讨了一种清除BDMP的蛋白，其能明显改善BDMP带来的不良反应，可作为后续治疗TBI的潜在方法。