血栓调节蛋白基因多态性与脑梗死关系的研究进展

武 岭 综述 孟 强校审

1）昆明医学院 昆明 650032 2）云南省第一人民医院神经内科 昆明 650032

脑梗死（brain infarction，BI）是一种常见且严重影响人类生活和健康的老年性疾病，其病理生理过程较为复杂，遗传因素在其发生和发展过程中起重要作用，同时凡涉及动脉粥样硬化、血栓形成和血管收缩等发病机制的诸多因素均可引起BI。近年来，有关脑梗死与诸多基因多态性的相关性探讨逐渐受到了重视，例如血管紧张素Ⅱ受体、血管紧张素转换酶、载脂蛋白E、雌激素受体、纤溶酶原激活物抑制剂Ⅰ，血栓调节蛋白（thrombomodulin，TM）等。TM是存在于血管内皮细胞表面的单链糖蛋白，在机体抗凝机制中发挥了重要的作用。近年来，研究发现TM基因多态性可致TM基因表达下调，功能异常，从而成为脑梗死的重要危险因素，但尚未形成统一认识，为此，本文就此及相关内容作以综述。

1 TM的生物学特性和功能

1.1 TM的分布TM是位于内皮细胞（endothelial cell，EC）膜上的一种高黏附性受体，可与凝血酶结合并快速激活蛋白C（protein C，PC）而出现抗凝作用，于1981年被美国科学家Esomon［1］等首次发现，并命名为血栓调节蛋白。TM主要表达于内皮细胞的表面，在血小板、单核细胞及肿瘤细胞表面也有少量表达，早期研究报道认为TM在人类大脑中的毛细血管内皮细胞上不表达或表达很少，而近年日本学者［2］通过定量比较聚合酶链式反应（QC－PCR）和逆转录聚合酶链式反应（PT－PCR）方法显示TM在脑内表达有选择性，TM mRNA表达在大脑皮质最高，小脑次之，脑干最低。

1.2 TM的结构TM为一单链糖蛋白，它的表达产物由575个氨基酸构成，修饰成熟后的TM有554个氨基酸残基组成，一般可分为5个功能区，第一区是由223个氨基酸残基组成的N末端，即凝素样结构区，其中有20％序列与凝集素相似，该区不参与激活、活化PC的过程，功能尚不清楚。第二区由236个氨基酸残基组成的6个表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）结构重复片段，即EGF结构区，结构中的4区是激活PC所必须的，5区和6区是凝血酶结合部位。第三区为富含丝/苏氨酸区，位点中的硫酸软骨素对TM与凝血酶的结合起稳固作用。第四区为23个氨基酸残基组成的跨膜区。第五区为38个氨基酸残基组成的羧基末端胞浆功能区，有较多的磷酸化，这与TM的内吞作用有关，当TM与凝血酶结合形成复合物就发生内吞作用，被吞进去的凝血酶被溶酶体降解，部分TM重新回到细胞表面，此过程不仅是凝血酶清除途径之一，而且还是调节PC活化的机制之一，具有重要的生理意义。

1.3 TM的功能TM位于细胞表面，是凝血酶的受体，它主要作用有：（1）与凝血酶以1∶1结合形成复合物后，凝血酶不再具有促凝活性，但却获得了比游离的凝血酶强1000倍的激活蛋白C（PC）的能力，活化的PC（activated protein C，APC）在蛋白S存在情况下可以使凝血因子Ⅴa和Ⅷa因子降解失活，促进纤溶，起到抗凝作用。（2）抑制凝血酶的活性，使其失去促纤维蛋白凝块形成及促血小板聚集的能力。（3）促进凝血酶Ⅲ灭活凝血酶。TM不仅具有抗凝活性，而且参与各种生理和病理过程，包括炎症和肿瘤［3］、动脉硬化及血栓形成等。

1.4 TM表达的调节TM的表达受许多炎性介质，细菌内毒素及细胞因子的影响。研究表明，凝血酶、血管内皮生长因子、组胺、c AMP、维甲酸、茶碱、热休克、他订类药物在转录水平可以上调TM的表达，而剪应力、血流动力学改变、内毒素、缺氧、氧化型低密度脂蛋白、β型转化因子、脂多糖则抑制TM基因的表达，TNF－α、IL－1是在转录和转录后抑制TM的表达，阿司匹林也可使TM血浆浓度下降。

2 TM与脑梗死的关系

2.1 TM与动脉粥样硬化的发生脑梗死的主要病因为动脉粥样硬化及血栓形成。而动脉粥样硬化的发生、发展及血栓的形成，均与内皮细胞、凝血酶有着密切的关系。TM是一种重要的抗凝分子和内皮保护因子，在动脉粥样硬化中作为凝血酶受体而发挥抗血栓形成和抗炎作用，从而起到延缓动脉粥样硬化发生的作用。

凝血酶有促进凝血、损伤血管内皮细胞、增加低密度脂蛋白通透性、促进脂质沉积于动脉壁等作用，同时凝血酶还可活化血小板、促进血管平滑肌细胞和成纤维细胞的有丝分裂和转移、促进细胞的活化与黏附。此外，在动脉粥样硬化基础上，凝血酶通过凝血瀑布正反馈机制造成动脉闭塞。而TM是使凝血酶由促凝因子转变为生理性抗凝因子的重要物质。在血管内皮表面，TM作为凝血酶受体，与凝血酶有高亲合性，二者以1∶1结合形成凝血酶/TM复合物，使凝血酶分子结构改变，丧失了促凝活性和诱导血小板聚集的能力，使凝血酶从最强的促凝因子转变为最强的抗凝因子，在细胞表面或磷脂小泡中激活PC形成凝血酶－TM－PC复合物，从而抑制内、外源性凝血反应。

此外，在大脑缺血过程中，细胞因子类能够吸引白细胞，并且刺激白细胞分子黏附力的合成，促进大脑损伤组织的炎性反应。而Conway等［4］通过观察在去除TM 植物血凝素区基因的大鼠中，发现TM植物血凝素可抑制中性粒细胞黏附内皮细胞而具有抗炎作用。而且，TM能够降低白细胞和k－B核因子表达，延长凝血酶诱导的细胞外信号调节内皮细胞内激酶和核内阻滞而发挥抗炎作用。

2.2 TM与脑梗死的关系目前对于TM表达与脑梗死之间关系的研究国内外较多，但存在着诸多矛盾。Jean－Marc等［5］观察了492例脑梗死患者及与之年龄性别相匹配的对照组，发现随着年龄及高血压程度的变化，可溶性TM的浓度随之增加，但病例组与对照组并无明显差异，研究者认为升高的血浆TM浓度可以用血管的情况来解释，对于血管无病变的受试者，升高的TM可以减少梗死的风险，而对于已经发生过脑梗死的患者，升高的TM则预示着不良的结果。但是Zhang等［6］针对中国人脑梗死后血液中可溶解性血浆调节蛋白研究显示，急性脑梗死后血栓调节蛋白含量增加，经多因素回归分析后显示其是急性脑梗死的的独立危险因素。日本Nomura［7］曾报道83例急性脑梗死的病人s TM浓度与疾病的严重程度呈负相关，对于较严重的脑梗死，较低水平的s TM可能对疾病的进展和梗死的再发起重要的作用。而Wada等［8］研究早老年人群中大脑的小血管病变（包括腔隙性脑梗死和缺血性白质疏松）发现s TM显著增高，并认为血清中s TM的浓度检测有助病人的早期诊断和病情动态观察。

3 TM基因多态性与脑梗死的关系

研究发现TM等位基因的多个位点变异在血栓性疾病和心脑血管疾病发病机制中可能为潜在的致病因素，目前发现的变异有如下三种：（1）TM调控基因近侧序列中有三个点突变（G－133A，G－33A，9－10GG/AT）。（2）TM 调控基因远侧序列中有 八个 点突变，报道的有 G－1166A，G－1748C，C1922T，－1208/1209缺失 TT。（3）编基因序列中有九个点突变（G127A，G129C，G236C，G543A，C1418T，G1456T，C1483T，C1502T及1689插入T）。

研究表明，TM基因自然突变的发生削弱了其在内皮细胞的表达及其功能。Kunz等［9］把突变型基因与野生型基因作了对比研究，发现有四处点突变对TM蛋白的表达有决定性的影响。其中，有三处点突变降低了TM蛋白的表达，如果野生型基因表达TM蛋白的能力为100％，那么Arg385Ser变异表达就为（50.2±5％，P＜0.001），Pro－477Ser变异表达就为（78.6±1％，P＜0.001），Pro483Leu变异表达就为（82.1±8％，P＜0.007），而del791－801突变则使TM蛋白不能在细胞表面表达。

近年来，关于TM基因多态性的研究较多，但与脑梗死关系的报道较少。位于启动子区域的－33G/A调控基因，其突变位点靠近TATA盒，该突变可能减少血栓调节蛋白的浓度，有研究报道在亚洲人群常携带TM－33G/A基因突变。LI［10］选取了333名缺血性卒中患者及257名对照者（同）研究该基因多态性与卒中的关系，发现基因突变GA＋AA在病例组为18.3％，而对照组为24.1％，没有明显差异，但进一步通过相关分析发现对于年轻受试者（年龄≤60岁），基因突变者更易发生卒中及颈动脉硬化，而且多元分析显示糖尿病和G－33A多态性是颈动脉硬化的独立发病因素。同时在2000年Warner等［11］采用聚合酶链式反应－限制性片段长度多态性技术调查465位急性卒中的白种人G127A位点变异情况，该位点位于植物血凝素片段，研究显示病例组A等位基因发生率为0.5％，对照组为0.7％，因此研究者认为TM的G127A多态性并非脑梗死的主要危险因素。在TM基因中，报道较多的是C1418T，该基因变异导致TM分子中第6个EGF结构区上Ala455Val表达差异，使凝血酶的结合和PC的活化异常，从而影响TM的功能，Cole等［12］为研究该基因，调查了141例首次发生缺血性卒中的年轻妇女（44％为黑种人）（15～44岁）和210例（35％为黑种人）年龄相匹配的正常妇女作对照组，证明C等位基因变异是卒中的潜在危险，调整年龄、种族、吸烟、糖尿病等其他危险因素后，发现TM的AA变异较AV和VV更容易发生卒中（95％可信区间，1.1～3.31）。然而，Olivot等［13］于2008年报道 TM 的G1748C，－1208/－1209del TT，C1418T这三种常见的基因变异与脑梗死的发病率，卒中后5年的死亡率及血浆中TM浓度的关系均无统计意义。可见，意见尚未统一。

4 展望

近年来，对TM在脑血管中的作用及其与脑梗死的关系越来越受到重视，但对于TM浓度变化，TM基因多态性与动脉粥样硬化和脑梗死发病之间的关系，还需要更加深入的研究，这将对从分子水平上探索脑梗死发病的病理生理机制及抗栓、抗动脉粥样硬化方面有着重要意义。

［1］Esmon NL，Owen WG，Esmon CT，et al.Isolation of a membranebround cofactor for thrombin－catalyzed activation of protein C［J］.J Biol Chem，1982，257（2）：859－864.

［2］Maruyama I.Recent advances in cerebrovascular diseases from the view point of blood coagulation/fibrinolysis［J］.Rinsho Shinkeigaku，2005，45（11）：806－807.

［3］Furuta J，Kaneda A，Umebayashi Y，et al.Silencing of the thrombomodulin gene in human malignant melanoma［J］.Mel－anoma Res，2005，15（1）：15－20.

［4］Conway EM，Van de WM，Pollefeyt S，et al.The lectin－like domain of thrombomodulin confers protection from neutrophilmediated tissue damage by suppressing adhesion molecule expression via nuclear factor kB and mitogen－activated protein kinase pathways［J］.Exp Med，2002，196（5）：565－577.

［5］Jean－Marc Olivot，Julien Labreuche，Martion Aiach，et al.Soluble thrombodulin and brain infarction case－control and prospective study［J］.Stroke，2004，35：1946－1951

［6］Zhang X，Hu Y，Hong M，et al.Plasma thrombomodulin，fibrinogen，and activity of tissue factor as risk factors for acute cerebral infarction［J］.Am J Clin Pathol，2007，128：287－292.

［7］Nomura E，Kohriyama T，Kozuka K，et al.Significance of serum soluble thrombomodulin level in acute cerebral infarction［J］.Eur J Neurol，2004，11（5）：329－334.

［8］Wada M，Nagasawa H，Kurita K，et al.Microalbuminuria is a risk factor for cerebral small vessel disease in communitybased elderly subjects［J］.J Neurol Sci，2007，225（1/2）：27－34.

［9］Kunz G，Ireland HA，Kurita K，et al.Identification and charac－terization of a thrombomodulin gene mutation coding for an elongated protein with reduced expression in a kindred with myocardial infarction［J］.Blood，2000，95（2）：569－576.

［10］Li Yiheng，Chen Chinhung，Yeh PS，et al.Functional mutation in the promoter region of thrombomodulin gene in relation to carotid atherosclerosis［J］.Atherosclerosis，2001，154（3）：713－719.

［11］Warner D，Andrew Catto，Gabriella Kunz，et al.The thrombomodulin gene mutation G127→A（Ala25Thr）and cerebrobascular disease［J］.Cerebrovasc Dis，2000，10：359－363.

［12］Cole JM，Roberts SC，Gallagher M，et al.Thrombomodulin Ala455Val Polymorphism and the risk of cerebral infarction in a biracial Population：the Stroke Prevention in Young Women Study［J］.BMC Neurol，2004，4（1）：21.

［13］Olivot JM，Labreuche J，De Broucker T，et al.Thrombomodulin gene polymorphisms in brain infarction and mertality after stroke［J］.J Neurol，2008，255（4）：514－519.