鄧志會 孫東升 李 波 肖 微 (齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
目前,溶栓治療被認(rèn)為是治療血栓性疾病最為有效的方法,極大地降低了血栓性疾病的病死率和致殘率〔1〕;但這些藥物也存在一些缺點,如出血、過敏反應(yīng)及價格昂貴等〔2〕。因此,尋找和開發(fā)新型溶栓劑仍是治療血栓性疾病的重要內(nèi)容。生物體是溶栓劑的主要來源〔3~5〕。沙蠶是一種海洋無脊椎動物,體內(nèi)含有多種纖維蛋白水解酶〔6,7〕。沙蠶金屬蛋白酶(NVMP)是從海洋生物沙蠶體內(nèi)分離純化的一種新型的具有纖溶活性的金屬蛋白酶,是一種分子量為28~32 kD的單鏈蛋白,等電聚焦電泳顯示其等電點為8.0〔8〕。本研究進一步探討其在體外的溶栓和抗凝血作用及相關(guān)機制進行研究。
1.1 材料 家兔購于我校動物室;NVMP為本實驗室前期制備的凍干品;牛血凝血酶和牛血纖維蛋白原購于中國藥品生物制品研究所;低分子量蛋白Marker購于Amersham Biosciences公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。
1.2 抗凝血實驗 家兔心臟取血。取4支滅菌小試管,分別加1 ml 0.9%NaCl(用 0.02 mol/L pH7.4 PBS 配制),0.5、0.25、0.125 mg/ml的 NVMP(0.9%NaCl配制);然后每管加1 ml的血液,輕輕振蕩、混勻,置37℃恒溫水浴,定時觀察血液的凝固狀態(tài)。
1.3 血栓溶解率實驗 家兔心臟取血,體外在培養(yǎng)皿內(nèi)自然凝固,制成實驗性血栓。將血栓切割成大致相等的4份,分別稱重后依次加入4支滅菌試管內(nèi),再依次加入0.9%NaCl 1 ml,NVMP 5.0 mg/ml和 2 mg/ml(0.9%NaCl 配制)。置37℃恒溫水浴,2 h后取出所有試管,小心取出血栓,并用濾紙條輕輕吸干血栓表面水分后,依次稱重。重復(fù)做三次,計算血栓溶解率。溶解率=(W-G)/W×100%,W:實驗前血栓重量,G:實驗后血栓重量。
1.4 纖維蛋白原水解活性分析 500 μg牛血纖維蛋白原和0.5 μg 純 化 的 NVMP 溶 解 在 500 μl 20 mmol/L Tris-HCl(pH7.4)緩沖液中,37℃恒溫孵育,在不同的時間間隔(0、1、3、5、10、30、60、120 min)取出一部分進行 SDS-PAGE 電泳分析(5%濃縮膠、10%分離膠),觀察NVMP水解纖維蛋白原各亞基的先后順序。
1.5 纖維蛋白溶解方式 采用瓊脂糖-纖維蛋白平板法檢測NVMP溶解纖維蛋白的方式。瓊脂糖-纖維蛋白平板的鋪板方法參照蚓激酶的國家藥品標(biāo)準(zhǔn)〔9〕:鋪兩個瓊脂糖-纖維蛋白平板:一個為加熱平板,在制作過程中不加纖溶酶原,制備好的纖維蛋白平板放在恒溫干燥箱中80℃加熱30 min,滅活殘存在纖維蛋白原和凝血酶中的纖溶酶原和其他的促纖溶因子;另一個為不加熱平板,在制作過程中加入10 mU/L的纖溶酶原200 μl不加熱。每個平板打孔,加入10 μl的NVMP,37℃恒溫箱中孵育過夜,測量各加樣孔產(chǎn)生的溶圈直徑。
2.1 NVMP的抗凝血作用 加入0.9%NaCl的陰性對照組在37℃恒溫孵育10 min后就已經(jīng)凝固;加入0.125 mg/ml和0.25 mg/ml NVMP實驗組在37℃孵育10 min時血液未凝固,在30 min時分別形成少量的小血凝塊,在1 h后血凝塊完全溶解,血液呈溶解狀態(tài);而加入0.5 mg/ml NVMP的實驗組血液一直處于未凝固狀態(tài)。表明,NVMP具有明顯的抗凝血作用。
2.2 NVMP溶解血栓的效果 以兔新鮮血栓為材料,不同濃度的NVMP(0.125,0.25和0.5 mg/ml)在37℃恒溫條件下,作用2 h后血栓溶解率分別為(67.5±4.7)%,(79.7±6.7)%和(85.2±8.2)%;而0.9%NaCl對照組血栓溶解率僅為(12.3±1.9)%。結(jié)果表明,NVMP具有較強的血栓溶解作用,在較低濃度下(0.125 mg/ml)對血栓仍具有較好的溶栓效果,且隨NVMP濃度的增加溶解血栓的能力也逐漸增強。
2.3 NVMP水解纖維蛋白原的活性分析 將NVMP與牛血纖維蛋白原一起在37°C條件下作用,在不同的時間取出一部分進行SDS-PAGE電泳分析,結(jié)果見圖1。NVMP最先水解牛血纖維蛋白原的Aα鏈,在1 min內(nèi)將其完全水解;然后牛血纖維蛋白原的Bβ鏈逐漸被水解,在作用30 min內(nèi)水解完全;γ鏈?zhǔn)亲詈蟊凰獾?,在作?20 min時被完全水解。說明NVMP具有降纖作用,而且水解纖維蛋白原各亞基的速度由快到慢的順序為Aα鏈、Bβ鏈、γ鏈。
圖1 SDS-PAGE電泳分析NVMP的纖維蛋白原水解活性
2.4 NVMP溶解纖維蛋白的方式 使用加熱和未加熱兩個瓊脂糖-纖維蛋白平板,觀察NVMP對纖維蛋白的水解作用,結(jié)果見圖2。在加熱和不加熱的纖維蛋白平板上,NVMP均產(chǎn)生明顯的溶圈,說明蛋白酶可以在沒有纖溶酶原的條件下,直接水解纖維蛋白;同時,富含纖溶酶原的不加熱平板上,蛋白酶產(chǎn)生的溶圈直徑略大于不含纖溶酶原的加熱平板,說明該蛋白酶也具有一定的激酶活性,可以通過激活纖溶酶原轉(zhuǎn)變成纖溶酶的方式,間接水解纖維蛋白,這種具有激酶和纖溶酶的雙重特性與蚓激酶相似,表明其具有較強的溶栓活性。
纖維蛋白原在凝血酶的作用下轉(zhuǎn)變成纖維蛋白,直接參與凝血過程;纖維蛋白原還可介導(dǎo)血小板聚集反應(yīng)。本實驗發(fā)現(xiàn)NVMP能夠快速地水解纖維蛋白原,具有降纖作用,進而影響血液凝固過程,因此在體外表現(xiàn)出良好的抗凝血和抑制血栓形成的作用。NVMP的這種降纖作用是非常重要的,應(yīng)用于臨床時,它能夠降低全血和血漿黏度,增加血流速度,改善微循環(huán),從而抑制血栓的形成和進一步增大,預(yù)期對血栓性疾病會具有較好的臨床療效。本實驗還發(fā)現(xiàn),NVMP具有直接水解纖維蛋白的活性,是一種纖維蛋白溶解酶;同時還具有激活纖溶酶原轉(zhuǎn)變成纖溶酶的激酶活性,因此在體外會表現(xiàn)出較強的纖維蛋白溶解活性,能夠快速地溶解血栓。
圖2 NVMP的纖維蛋白水解活性分析
對于血栓性疾病,早期(6~12 h內(nèi))的溶栓和降纖是治療的重要手段。本研究表明,NVMP在體外具有明顯抗凝血、抑制血栓形成和溶解血栓的作用,且隨劑量增加作用有所增強。因此,有望將其開發(fā)成為新型的溶栓藥物。
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