研究确认了糖代谢在血小板激活和存活中的多重作用
根据爱荷华大学(University of Iowa)研究人员的一项新研究，血液中能够凝结的细胞血小板高度依赖于其代谢葡萄糖的能力。
研究结果发表在细胞的报道发表在《动脉硬化、血栓和血管生物学》(ATVB)上的一篇相关论文，可能有助于理解糖尿病患者血栓(血管内的血凝块)风险增加的原因。
血小板是血液中盘状的细胞碎片，当被激活时，聚集形成凝块。增加血小板活化还可能导致炎症，如类风湿性关节炎和脓毒症死亡率的增加。研究小组发现，小鼠缺乏血小板用于输入的蛋白质葡萄糖他们的血小板数量较低，血小板寿命较短。
“我们发现,葡萄糖代谢在血小板的整个生命周期中都是非常关键的——从生产，到它们在体内的作用，到它们如何从体内清除，”E. Dale Abel医学博士说，他是伊利诺伊大学卡弗医学院的内科教授和首席执行官，也是伊利诺伊大学鹰兄弟会糖尿病研究中心的主任。
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。阿贝尔和他的同事研究了缺少GLUT1和GLUT3或只缺少GLUT3的转基因小鼠模型，并观察了它们的情况血小板的形成功能和清除率均受影响。
在缺乏葡萄糖代谢能力的情况下，小鼠确实产生了血小板，而血小板的线粒体代谢其他物质来代替葡萄糖，以完成它们产生细胞能量的工作。但这些小鼠的血小板数量低于正常水平。
研究人员找到了导致缺乏GLUT1和GLUT3的小鼠血小板计数低的两个原因:产生的血小板更少，血小板清除率增加。
血小板是由骨髓中的巨核细胞产生的。研究人员通过消耗血小板的血液来测试巨核细胞生成新血小板的能力，并观察随后的恢复情况，发现其恢复速度低于正常水平。他们还测试了培养中的巨核细胞，刺激它们产生新的血小板，发现新血小板的生成是有缺陷的。
阿贝尔说:“很明显，我们的研究表明，从骨髓中培养血小板，葡萄糖是必不可少的。”
此外，研究小组观察到，即使在没有葡萄糖的情况下，年轻的血小板也能正常工作。但随着年龄的增长，血小板从循环中被清除的时间比正常情况要早，因为血小板被破坏了。
阿贝尔说:“我们发现了一种新的坏死机制，在这种机制下，葡萄糖的缺乏导致一种叫做钙酸钙的蛋白质的分裂，这标志着它们进入了坏死途径。”“如果我们用calpain抑制剂治疗动物，我们可以减少血小板清除增加。”
研究小组还试图确定，当线粒体代谢停止时，血小板是否可以存在并发挥作用。这些老鼠被注射了健康老鼠可以承受的剂量的线粒体毒素。然而，在缺乏GLUT1和GLUT3的小鼠中，血小板计数在30分钟内降到零。
“这项工作确定了新陈代谢在血小板如何离开血液中的重要作用骨髓它们如何进入流通，以及如何保持流通，”阿贝尔说。“这甚至可以解释为什么在血库捐献的血小板必须在一定时间内使用——越新鲜越好。”
在ATVB的相关研究中，研究团队发现，在一个类风湿关节炎模型中，GLUT3在血小板激活中起着主要作用，血小板中GLUT3减少的小鼠在肺栓塞中存活，并发展成较轻的关节炎。Abel说，这项研究为探索改善血小板葡萄糖利用的策略奠定了基础，在抑制血小板激活可能有益的条件下，这种策略可以用于治疗目的。
这项研究是一个更广泛的合作项目的一部分，由美国国立卫生研究院(National Institutes of health)资助，该项目与犹他大学(University of Utah)的研究人员合作，旨在了解糖尿病血栓风险增加的机制。
“我们知道，在糖尿病中，血小板消耗了过多的葡萄糖，”阿贝尔说。“糖代谢的增加确实与血小板过度活跃有关，而血小板过度活跃是许多糖尿病血管并发症的特征。降低血小板利用葡萄糖的能力可能对糖尿病有治疗意义。”
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