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血管性血友病因子,ADAMTS13和中性粒细胞胞外陷阱:癌症相关血栓形成和肿瘤进展的盟友?

马塞洛蒙蒂

意大利那不勒斯“费德里科二世”大学临床医学与外科学系

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

DOI: 10.15761 / HMO.1000207

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摘要

癌症和血栓事件密切相关,血管性血友病因子(VWF)在这些生物学过程中起着关键作用。ADAMTS13降解富含VWF的超大型VWF多聚体(UL-VWF)对于避免其在血液中积聚导致血栓形成至关重要。中性粒细胞胞外陷阱(NETs)是一种涉及癌症相关血栓形成和转移的相对较新的机制。由于癌症患者血浆VWF水平显著升高,NETs DNA与VWF呈正相关,与ADAMTS13水平呈负相关,本文强调了VWF、ADAMTS13和NETs如何在癌症相关血栓形成和肿瘤进展中相互关联。

关键字

NETs, VWF, ADAMTS13,癌症,血栓形成

缩写

NETs:中性粒细胞细胞外捕集器;VWF:血管性血友病因子;UL-VWF:超大VWF多聚体,VTE:静脉血栓栓塞

介绍

据报道,与普通人群相比,癌症患者发生静脉血栓栓塞(VTE)的风险增加了4至7倍,而VTE是癌症死亡的第二大常见原因[1-3]。转移性肿瘤患者发生静脉血栓栓塞的风险高于局限性肿瘤患者[4-6],血小板在癌症发展中起着关键作用,它们可以与转移的癌细胞相互作用,成为致命的盟友[7]。肿瘤细胞诱导的血小板聚集(TCIPA)是一个多步骤的过程,在这个过程中,肿瘤细胞可以激活和聚集血液中的血小板,从而引发血栓形成和转移级联[8]。在在体外模型系统中,癌症患者富血小板血浆(PRP)的聚集量较健康对照提高了127%[9]。从分子的角度来看,一个古老的观点是,癌细胞也被广泛报道分泌血小板激动剂,如ADP和血栓素A2,诱导两种不同的血小板聚集途径[10,11],相反,血小板受体P2Y12也被发现影响导致癌症进展的机制,主要是通过调节肿瘤细胞/血小板相互作用和血管生成[12]。

此外,血小板可以保护转移性肿瘤细胞免受免疫监视,并帮助它们在转移部位被阻止时附着在内皮上[13]。具有粘附特性的血小板和内皮细胞可通过增强肿瘤细胞外渗促进转移,而血小板颗粒分泌ATP后可实现不可逆和完全的血小板聚集[14]。在这种情况下,Wahrenbrock M,et al。证明了在活的有机体内在缺乏血管粘附分子P-和l -选择素的小鼠中,肿瘤转移减少[15],活化血小板α-颗粒释放的血管内皮生长因子(VEGF)能够促进肿瘤患者循环中的血管生成[16,17]。

血管性血友病因子(VWF)和ADAMTS13在血栓和癌症中的作用

内皮细胞、巨核细胞和血小板合成血管性血血病因子(VWF),这是人血液中参与止血调节的最大的多聚糖蛋白[18-20]。循环VWF通过结合血小板GP Ib-IX-V复合物连接内皮下基质血管损伤部位,在经典的第一波止血或初止血过程中促进血小板聚集(即粘附、活化和聚集)[21-23]。

合成后,亲vwf单体通过c端二硫键聚合,不同数量的二聚体通过n端二硫键聚合[24,25]。新合成的VWF多聚体在内皮细胞的Weibel-Palade小体、巨核细胞和血小板的α-颗粒中组成性释放或储存,然后组成性分泌到超大型VWF多聚体(UL-VWF)中,这些多聚体富含VWF,与血小板的结合能力高反应[22,26,27]。ull -VWF通常在176和140 kda的VWF A2结构域的酪氨酸842和methionine 843氨基酸残基之间被VWF切割的蛋白酶ADAMTS13(一种具有血小板反应蛋白1型基元13的崩解素样和金属蛋白酶)切割,这是一种依赖Zn2+/Ca2+的金属蛋白酶[28-31],对VWF蛋白水解获得的生理血管稳态至关重要[32]。VWF血浆水平的检测主要是血栓形成和血栓栓塞的可靠标志[33,34]。此外,肿瘤患者血浆VWF水平显著升高[35,36],不仅与癌相关性血栓形成有关[37],还与恶性程度、转移发生及预后不良有关[9,38-40]。在播散性肿瘤患者中观察到未消化的UL-VWF,这是由ADAMTS13蛋白酶活性不足引起的。有趣的是,肿瘤转移的临床存在和不存在与ADAMTS13酶活性的相关性分别为<15%和>88%[41]。的一些单核苷酸多态性(SNP)ADAMTS13都与蛋白酶活性降低有关。其中,Val154Ile、Asp187His、Arg421Cys、Tyr603Cys的多态性分别占15%、19%、24%和28%[42]。另一项研究证实,另一种SNP,即P475S突变,导致vwf裂解蛋白酶活性急剧下降[43]。值得注意的是,ADAMTS13酶活性降低以及高血浆VWF/ADAMTS13比值可能是晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者死亡率的独立预测因素[44]。

中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在血栓形成和癌症传播中的作用

中性粒细胞胞外陷阱(NETs)的形成过程被称为NETosis,是参与血栓形成和癌症进展的相关过程。Brinkamnn及其同事于2004年发现了这些陷阱[45],这些陷阱由去致密染色质和细胞外DNA组成,是吞噬作用的另一种选择,中性粒细胞可以分别通过髓过氧化物酶、中性粒细胞弹性酶/组蛋白和钙保护蛋白的作用杀死不同的微生物,如病毒、细菌和真菌[44,47]。

有趣的是,NETs在促进血栓形成中发挥了至关重要的作用[48],因为NETs可以为血小板和红细胞的粘附和聚集提供支架,从而促进凝血[44,50]。net的所有主要成分即细胞外DNA、组蛋白和蛋白酶都具有促凝特性。

一些对血小板粘附和血栓传播很重要的血浆蛋白,如纤连蛋白和VWF,可能与NETs结合[51]。在这些方面,已经证明这两种蛋白质都是非血浆来源的NETs的关键成分。在小鼠深静脉血栓形成(DVT)模型中,研究人员观察到NETs中被肽基精氨酸脱亚胺酶4 (PAD4)介导的瓜氨酸化组蛋白H3 (citH3)与VWF共定位,表明VWF和NETs形成有利于血栓生长和稳定的复合物[49]。

此外,粘附在内皮上的UL-VWF可以结合并固定NETs释放的DNA, NETs是白细胞粘附内皮并支持白细胞外溢和炎症的连接体[54,55]。

蒙蒂,et al。发现纤维连接蛋白是NETs的内源性成分[56]。这一发现为NETs参与的各种生物过程开辟了一个有趣的背景,因为NETs网状结构中的纤维连接蛋白为不同细胞类型(如血小板、内皮细胞和癌细胞)的质膜上表达的几种整合素提供了特定的结合位点[56]。在这方面,net在癌症进展中起着关键作用[57],net结构中纤维连接蛋白的存在可能解释了不同来源的癌细胞通过表达rgd结合整合素(特别是α5β1和αvβ3)介导net的粘附,从而实现转移级联的第一步[58]。

在肺癌和结肠癌的临床前模型中,研究表明NETs在功能上调节疾病进展,通过多种策略阻断NETosis可显著抑制自发性肺和肝脏转移[59]。此外,在使用盲肠结扎和穿刺的小鼠感染模型中,NETs沉积驱动循环肺癌细胞的包裹,并在肿瘤细胞注射后48小时增加肝微转移的形成。这些影响被DNAse或中性粒细胞弹性酶抑制剂抑制NETs所消除[60]。慢性骨髓性白血病小鼠的中性粒细胞容易产生细胞外DNA陷阱,通过NETs形成释放的细胞外染色质被证明是癌症相关血栓形成的来源[61]。

由于ADAMTS13调节UL-VWF多聚体的大小是控制PMNs侵袭的相关机制,因此在ADAMTS13中观察到更高的血管周围白细胞浸润−−/小鼠[62],这将是有趣的研究之间的相关性ADAMTS-13遗传多态性及其酶活性降低。这可能意味着UL-VWF多聚体的积累,以及更容易发生NETosis的白细胞浸润的改善。反过来,这些事件可能驱动nets依赖性癌症相关血栓形成和肿瘤进展。

结论

在肿瘤微环境中,NETs与VWF之间存在明确的相关性,最佳的治疗策略是能够靶向NETs并抑制其作为转移扩散燃料和在将癌细胞困入血管腔后引发血栓形成的双重作用。

相互竞争的利益

不存在利益冲突。

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主编

西罗里纳尔蒂
那不勒斯费德里科二世大学

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收稿日期:2020年4月19日
录用日期:2020年4月27日
发布日期:2020年4月30日

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