減產蛋白質 HSP47 助棕熊冬眠不受血栓影響 人類有類似機制

坐過長途飛機的人都知道,久坐不動會導致腿部靜脈,甚至令肺部出現血栓。 然而,每年都需要冬眠數個月的熊卻不受這種風險影響。最新刊於《科學》的研究指出,冬眠的熊產生的蛋白質較少,而這種蛋白質被發現有助血液凝結。專家相信,如學界能找到方法操控這種新發現的蛋白質,幾有助人類治療血栓。

為了更能了解熊如何避免危險的血液凝固,德國與北歐的聯合團隊,在瑞典研究冬眠的棕熊。

團隊在兩個冬季,找出戴著 GPS 頸圈的熟睡棕熊,並麻醉了當中的 13 以採集其血液樣本,然後讓牠們繼續冬眠。接下來的夏天,他們再採集這些熊的血液樣本,從而尋找牠們血液中的季節性差異。最終團隊發現到,在夏季棕熊的血液中大量含有一種名為 HSP47 的蛋白質,但在冬季卻幾乎在熊的體內消失。

過去在小鼠身上所做的研究表明,這種蛋白質存在於參與血凝形成的血小板表面。當時的團隊對缺乏這種蛋白質的小鼠進行研究,確定 HSP47 含量較低的血小板不太可能吸引和結合稱為中性粒細胞的抗感染白細胞,而這亦是血凝形成的關鍵步驟。

是次研究則顯示,血小板上的 HSP47 激活嗜中性粒細胞 (neutrophil) ,使其形成一個「網」,捕獲蛋白質、病原體和細胞,從而導致血凝塊。由於冬眠的熊產生較少 HSP47 ,因此牠們的血液不太可能形成這些網,也不太可能凝結。

團隊又觀察了脊髓損傷患者體內的 HSP47 。這些患者就像冬眠的熊一樣,儘管長時間不動,但似乎並不經常出現血栓。他們還發現,與其他經常活動的人相比,這些人的 HSP47 相對較少,表明他們的身體正在減少生產這種蛋白質。

為了驗證該假設,團隊邀請 10 名健康志願者臥床 27 天,同時監測他們的 HSP47 水平。結果顯示,他們體內的 HSP47 水平隨時間推移而下降。 這亦表明, HSP47 似乎在熊和人體內發揮著相同作用,而這種凝血機制可能很久以前就在哺乳類中演化出來。

發現可以幫助癌症、手術和外傷等有更高血栓風險的人,防止血塊在不應該形成的地方出現,但這些觀察結果需要在其他團隊的研究獨立證實,以繼續確應其生物醫學應用價值。

來源:

Science, Now we know why hibernating bears don’t get blood clots

報告:
Thienel, M., Müller-Reif, J.B., Zhang, Z. & et al. (2023). Immobility-associated thromboprotection is conserved across mammalian species from bear to human. Science 13 Apr 2023 Vol 380, Issue 6641 pp. 178-187. doi: 10.1126/science.abo5044

文/AC

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