使用替吡嘧啶盐酸盐靶向胸苷磷酸化酶在不增加出血风险的情况下减轻小鼠血栓形成

Targeting Thymidine Phosphorylase With Tipiracil Hydrochloride Attenuates Thrombosis Without Increasing Risk of Bleeding in Mice

作者信息Adam Belcher, Abu Hasanat Md Zulfiker, Oliver Qiyue Li, Hong Yue, Anirban Sen Gupta, Wei Li
PMID33297751
发布时间2021-02
DOI10.1161/ATVBAHA.120.315109

实验完整度

包含体外分子结合、血小板功能、体内血栓模型、出血评估及药物对比等多层级实验,并进行了机制验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠 Tymp基因敲除小鼠 COS-7细胞 小鼠血小板

重点核对

TPI浓度及处理时间:体外孵育50 μM TPI 2-5分钟 FeCl3诱导颈动脉血栓模型:7.5% FeCl3损伤1分钟 TPI给药途径及剂量:腹腔注射17 mg/kg,静脉注射1.7 mg/kg,灌胃60 μg/kg 出血时间测定:尾部切口1厘米,观察9分钟 高脂饮食条件:Western Diet TD.88137喂养3周

摘要

目标:当前抗血小板药物增加出血风险,这导致开发新型基于机制的抗血小板药物的明确临床需求。胸苷磷酸化酶(TYMP)是一种在血小板中高表达的细胞质蛋白,促进多种激动剂诱导的血小板活化和增强血栓形成。替吡嘧啶盐酸盐(TPI)是一种选择性的TYMP抑制剂,已被FDA批准用于临床。我们测试了TPI是一种安全的抗血栓药物的假设。方法与结果:通过共表达TYMP与Lyn、谷胱甘肽S-转移酶标记的Lyn-SH3结构域或Lyn-SH2结构域,我们提供了TYMP通过SH3和SH2结构域与Lyn结合的直接证据,并且TPI减弱了这种结合。TYMP缺乏显著抑制了两种性别的体内血栓形成。用TPI预处理血小板可迅速抑制胶原和ADP诱导的血小板聚集。在正常或高脂血症条件下,通过腹腔注射、静脉注射或灌胃给予野生型(WT)小鼠TPI治疗,显著抑制了血栓形成,且未诱导显著出血。即使在高剂量下,TPI的出血副作用也低于阿司匹林和氯吡格雷。单独静脉注射TPI或与组织型纤溶酶原激活剂联合使用可显著抑制血栓形成。极低剂量的阿司匹林和TPI联合给药(单独使用无抗血栓作用)显著抑制血栓形成且不干扰止血。结论:本研究表明,抑制细胞质蛋白TYMP可减弱介导血小板活化、聚集和血栓形成的多种信号通路。TPI可作为一种新型抗血栓药物,且不增加出血风险。关键词:胸苷磷酸化酶,替吡嘧啶,血小板活化。主题词:血小板,血栓形成,血管疾病。图形摘要。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
抑制胸苷磷酸化酶(TYMP)是否能提供一种安全的抗血栓策略,即在不增加出血风险的情况下减轻血栓形成?
核心机制
TYMP通过与Lyn的SH3和SH2结构域结合,参与血小板信号转导,促进多种激动剂诱导的血小板活化与聚集;抑制TYMP减弱了ADP诱导的AKT磷酸化和P-选择素暴露。
主要证据
GST pull-down实验显示TYMP与Lyn直接结合且TPI减弱结合;TPI或TYMP缺乏抑制血小板聚集;在正常和高脂血症条件下,TPI给药抑制体内血栓形成且不显著影响出血时间。
研究意义
该研究表明TYMP可作为抗血栓药物靶点,TPI有望作为新型抗血栓药物,或与低剂量阿司匹林联合用于双联抗血小板治疗,且出血风险低。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证TYMP与Lyn结合

验证TYMP是否作为信号蛋白与Lyn直接结合,以及TPI是否影响该结合。

在COS-7细胞中共表达His标记的TYMP与GST标记的Lyn SH3或SH2结构域,或全长Lyn,进行GST pull-down或His pull-down,通过Western blot检测结合。

2

评估TYMP缺乏或抑制对血小板聚集的影响

确定TYMP缺失或药理抑制对血小板在胶原表面粘附与聚集的影响。

使用Cellix流动腔,将Rhodamine 6G标记的全血以65 dyn/cm2剪切力灌注到胶原包被的通道,观察血小板聚集;比较WT与Tymp-/-血小板,以及TPI处理组。

3

体外血小板功能检测

检测TPI对多种激动剂诱导的血小板聚集、颗粒释放和信号通路的影响。

分离小鼠血小板,用不同浓度TPI预处理后,用CRP、胶原、ADP激活,用凝集仪测量聚集;用Western blot检测AKT磷酸化,用流式细胞术检测P-选择素暴露。

4

小鼠体内血栓模型

评估TYMP缺乏或TPI给药在不同条件下对颈动脉血栓形成的影响。

用7.5% FeCl3损伤小鼠颈动脉,实时监测血栓形成时间;测试TPI不同给药途径和剂量,包括腹腔注射、静脉注射、灌胃,以及在正常饮食和高脂饮食条件下;比较TPI与阿司匹林、氯吡格雷的效果。

5

出血风险评估

评估TPI单独或联合用药对止血功能的影响,比较与标准抗血小板药物的出血风险。

在小鼠尾部切口测量出血时间,比较TPI、阿司匹林、氯吡格雷以及低剂量联合用药的出血时间。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Chrono-log聚集仪Model 700Chrono-log--
抗磷酸化AKT抗体 (4060S)Cell Signaling Technology4060S
抗总AKT抗体 (2920S)Cell Signaling Technology2920S
抗TYMP抗体 (4307S)Cell Signaling Technology4307S
抗GST抗体 (2624S)Cell Signaling Technology2624S
抗TYMP抗体 (SC-56584)Santa Cruz BiotechnologySC-56584
抗Lyn抗体 (SC-7274)Santa Cruz BiotechnologySC-7274
抗肌动蛋白抗体 (sc-8432)Santa Cruz Biotechnologysc-8432
抗TYMP抗体 (ab180783)Abcamab180783
FITC标记的P-selectin抗体 (Cat#553744)BD Biosciences553744
替吡嘧啶盐酸盐 (T2366)TargetMolT2366
罗丹明6G--989-38-8
腺苷二磷酸Chrono-log--
胶原Chrono-log--
凝血酶Chrono-log--
CHRONO-LUMEChrono-log--
RNeasy Plus Universal试剂盒 (Cat# 73404)Qiagen73404
SuperScript VILO cDNA合成试剂盒Invitrogen--
Platinum SuperFi II PCR预混液Invitrogen--
X-tremeGENE 9 DNA转染试剂Roche--
谷胱甘肽磁珠GenScript--
His Mag Sepharose镍磁珠GE Healthcare Life Sciences--
Pierce IP裂解液ThermoFisher Scientific--
RIPA裂解液ThermoFisher--
蛋白酶/磷酸酶抑制剂混合物ThermoFisher--
柠檬酸钠--68-04-2
DMEM培养基----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
分子结合实验
TPI浓度:50 μM;转染后处理时间:36小时
阅读提示:Materials and Methods - Generation of fusion proteins to determine that TYMP binds to LYN through the SH3 domain
血小板聚集实验
血小板浓度:2.5×10^8/mL;TPI预处理浓度:50 μM;激动剂:CRP 0.5 μg/mL、胶原1 μg/mL、ADP 2.5 μM;孵育时间:TPI 2分钟
阅读提示:Materials and Methods - Platelet isolation and aggregation assay
血栓形成实验(FeCl3模型)
FeCl3浓度:7.5%,损伤时间:1分钟;观察时间:30分钟;TPI给药剂量和途径:腹腔注射17 mg/kg、静脉注射1.7/0.17 mg/kg、灌胃60 μg/kg
阅读提示:Materials and Methods - Murine carotid artery thrombosis model and tail bleeding assay; Figure 5
出血时间实验
尾部切口位置:距尖端1 cm;观察时间:9分钟;TPI剂量:0.5和1 mg/kg
阅读提示:Materials and Methods - tail bleeding assay; Figure 6C
高脂饮食实验
Western Diet TD.88137喂养3周;TD.190501(含TPI 10.7 mg/kg)喂养1周;TPI剂量约1 mg/kg/天
阅读提示:Materials and Methods - Examine the effect of TYMP inhibition on thrombosis under hyperlipidemia; Figure 5D-E