《Thrombosis Research》：Interaction between LRP1 and PAI-1 in lower extremity deep venous thrombosis
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下肢深静脉血栓形成中LRP1与PAI-1的协同调控机制及治疗潜力。通过生物信息学预测、体外细胞模型和动物实验，证实LRP1通过调控PAI-1表达影响凝血与纤溶平衡，抑制LRP1可降低PAI-1并减少血栓形成，恢复PAI-1则逆转该效应。揭示了LRP1-PAI-1轴在血栓发生中的关键作用，为靶向治疗提供新思路。
Xuexun Zheng|明雪|周亚东|陈忠庆|张一鸣|蔡全民|陈宇航|关云标
福建省医科大学联合医院血管外科，中国福建省福州市350001
摘要
背景
下肢深静脉血栓形成（LEDVT）是一种具有重大临床负担的血管疾病，尽管低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）和纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1）在血栓形成过程中起着重要作用，但它们之间的机制相互作用仍不完全清楚。
方法
本研究采用了整合的生物信息学、细胞学和体内实验方法。通过STRING数据库预测蛋白质相互作用，利用GTEx转录组数据分析共表达模式。功能验证包括：(i) 使用LRP1敲低（shRNA慢病毒）和PAI-1过表达的ox-LDL诱导的人类内皮损伤模型；(ii) 采用针对LRP1的干预措施的大鼠LEDVT模型。通过共免疫沉淀和免疫荧光评估分子相互作用，通过组织病理学、ELISA和Western blotting评估血栓形成表型。
结果
在血栓形成微环境中，LRP1和PAI-1表现出显著的物理相互作用和共表达。LRP1的抑制显著降低了PAI-1的表达，并减少了促血栓介质（内皮素-1、血栓素B2、冯维勒布兰德因子）的释放，同时增强了一氧化氮的产生。在体内实验中，LRP1的敲低减少了血栓形成的严重程度，同时降低了炎症细胞因子并恢复了纤溶标志物。重要的是，PAI-1的恢复逆转了LRP1抑制的抗血栓效应，证实了其下游效应器的角色。
结论
这些发现确立了LRP1作为PAI-1驱动的血栓形成的上游调节因子，揭示了LRP1-PAI-1轴作为LEDVT的关键机制途径和潜在治疗靶点。
引言
下肢深静脉血栓形成（LEDVT）是一种常见的、可能严重的阻塞性疾病，由静脉中的血栓引起[1]。它指的是下肢深静脉中血液异常凝结，形成血栓阻塞静脉腔，从而导致静脉反流障碍和一系列临床症状[2]。静脉血流缓慢是其中一个关键因素。长时间卧床休息、久坐行为（如长途飞行和驾车），或因某种原因导致的肢体固定，都会显著减慢下肢的静脉血流速度。在这种情况下，血液中的成分倾向于在血管壁附近积聚，为血栓形成创造条件。此外，静脉壁损伤和血液的高凝状态也是导致LEDVT的因素[3][4]。LEDVT常导致危及生命的并发症，如肺栓塞和血栓后综合征[5][6]。当前的流行病学研究表明，全球每年有超过1000万人受到静脉血栓栓塞的影响，其中LEDVT约占这些病例的60%[7][8]。尽管抗凝治疗有所进展，但在初次诊断后的十年内复发率仍高达30%，这突显了深入理解血栓形成机制的必要性[9]。
低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）是一种多功能的内吞受体[10]，而纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1，由SERPINE1编码）[11]是纤溶的主要调节因子。先前的临床研究表明，PAI-1水平升高与血栓风险增加有关[12][13]，全基因组关联研究提示LRP1多态性可能影响静脉血栓栓塞的易感性[14][15]。值得注意的是，这两种分子在纤溶酶原激活系统中起着重要作用——LRP1调节PAI-1结合复合物的细胞内化，而PAI-1直接抑制组织纤溶酶原激活剂（t-PA）和尿激酶，从而使止血平衡倾向于促血栓状态[16][17]。然而，LRP1和PAI-1在LEDVT发病机制中的确切关系尚未完全阐明，特别是在内皮损伤和血栓稳定过程中的协调调控方面。
为了解决这一知识空白，本研究采用了整合的体外和体内方法来阐明LRP1-PAI-1轴在血栓形成中的作用。通过将生物信息学预测与人类内皮细胞和大鼠血栓模型的功能验证相结合，我们系统地研究了LRP1-PAI-1蛋白质相互作用的存在及其意义，LRP1调控对PAI-1表达和血栓相关途径的影响，以及针对这种相互作用进行LEDVT干预的治疗潜力。我们的发现建立了一个新的机制框架，其中LRP1作为PAI-1介导的血栓反应的主要调节因子，为未来的治疗开发提供了基础性见解。
生物信息学分析
进行了生物信息学分析，以研究LRP1和PAI-1（SERPINE1）之间的相互作用和共表达模式。首先使用STRING数据库（版本11.5；置信度阈值>0.7）进行蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）预测，生成了LRP1（UniProt ID：
Q07954）和PAI-1（UniProt ID：
P05121）之间潜在结合机制的网络模型。随后，利用公开的GTEx（基因型-组织表达）数据进行了转录组共表达分析。
LRP1和PAI-1在LEDVT模型中相关并相互作用
虽然先前的研究表明LRP1突变与深静脉血栓形成有关[1][2]，但其在这一病理过程中的调控机制尚未明确。为了研究LRP1-PAI-1在静脉血栓形成中的相互作用，我们首先使用STRING数据库进行了蛋白质-蛋白质相互作用预测，发现LRP1和PAI-1（SERPINE1）之间存在潜在的结合（图1A）。GTEx数据的转录组分析显示它们之间存在显著但较弱的共表达正相关。
讨论
本研究通过综合实验方法建立了LRP1-PAI-1相互作用与LEDVT发病机制之间的关键联系。我们的主要发现表明：1) LRP1和PAI-1在蛋白质复合物中相互作用，这一点通过共免疫沉淀得到了验证；2) LRP1的敲低通过下调PAI-1来减轻血栓形成；3) PAI-1的恢复逆转了LRP1介导的抗血栓效应。这些结果共同表明，LRP1-PAI-1轴是一个重要的调控途径。
结论
总之，本研究表明LRP1-PAI-1相互作用是静脉血栓形成的一个重要调控途径，为新型抗血栓策略提供了潜在的机制基础。通过整合分子、细胞和整体生物学证据，我们的研究有助于理解血管生物学与临床血栓管理之间的联系。
作者贡献声明
Xuexun Zheng：撰写——原始草稿，研究设计，概念构思。
Ming Xue：方法学，正式分析。
Yadong Zhou：软件应用。
Zhongqing Chen：验证。
Yiming Zhang：验证。
Quanmin Cai：数据管理。
Yuhang Chen：软件应用。
Yunbiao Guan：撰写——审稿与编辑，监督，概念构思。
伦理合规性
所有程序均得到了福建省医科大学动物护理和使用委员会（IACUC-FJMU 2023-Y-0952）的批准，遵循ARRIVE指南和NIH关于实验室动物护理和使用的指南。
资助
本研究得到了中国福建省自然科学基金的支持（资助编号：2023J01654）。
