肝素的抗炎作用及机制研究进展:肝素的机制

肝素的抗炎作用及机制研究进展

1肝素基本概况 肝素始发现于1916年，亦称普通肝素、标准肝素或未分级肝素a}提它是由 超过120种不同相对分子量组分组成的混合物，为硫酸化糖胺聚糖。作为高度硫 酸化的蛋白多糖，肝素基本结构是带有硫酸基团和乙酞化基团的四糖体，结构中 含有糖醛酸残基和葡萄糖胺残基。葡萄糖胺的C-1和糖醛酸的C-4之间有1-4联结 键，葡萄糖胺残基的硫酸化大部分在C-乓少部分在C-马含有N一乙酞化的但无硫 酸化的艾杜糖醛酸的硫酸化大部分但只占少数残基。此外葡萄糖胺的C- 3硫酸化 是肝素结合抗凝血酶所必需的。

肝素作为一种抗凝剂，已在临床应用60余年。肝素的抗凝作用主要在于它 能够调节抗凝血酶，并与之结合成复合物。后者较单纯的可更有效地抑制凝血级 联反应中的多种凝血酶和因子等丝氨酸蛋白酶。此外，肝素还能够与另一种丝氨 酸蛋白酶抑制剂的肝素辅因子且发生交叉反应，进一步加强对凝血酶的抑制嘿然 而研究发现，肝素具有抗凝活性的部分仅占其对抗凝血酶有高亲和力，其余抗凝 活性微弱，可能具有其他非抗凝生物活性。

近年研究证实，肝素除了公认的抗凝血、抗血栓作用，还具有抗炎、免疫 调节、调节多肤生长因子、抑制细胞增殖、抗肿瘤转移等多种生物学活性和药理 作用嘿如阻抑白细胞茹附活化，抑制补体的激活，保护血管内皮细胞免受趋化因 子、组胺、细菌内毒素及氧自由基等损伤，以及维持内皮细胞完整性等。这可能 与肝素分子中存在多种可与载附分子、细胞因子、补体等炎性介质、内皮细胞等 结合的活性或受体部位以及聚糖结构有关，显示了肝素的生物多样性。近来人们 又对肝素在多肤生长因子参与的跨膜信号转导，促进的产生以及对创伤修复等多 方面作用的研究，也取得了长足进展。

然而，由于肝素在临床应用中出现诸如出血、血小板减少、骨质疏松、耐 药性等副作用，更由于其具有强烈的抗凝活性，使它在炎症治疗中的作用也受到 限制。为此，各种低分子量肝素及经化学和酶修饰的肝素已被研究开发，它们有相对较低的抗凝活性且在某种程度上仍保持或增强抗炎作用。如修饰后的一去硫 酸肝素抗凝活性可降至肝素的明狠一乙酞化肝素可降至明以下一去硫酸肝素仅 为肝素的Y 7研究证明，这些肝素衍生物已在多种体外实验及疾病模型中显示了 不同或明显的抗炎效应，并与抗细胞载附及相应参与抑制炎症级联反应密切相关。

2附分子与炎症反应 炎症反应是属于多种细胞、因子参与的复杂的病生理反应嘿涉及体内多种 抗炎因素和促炎因素在不同时相、环节和过程等相互作用和拮抗所形成炎症调控 网络的平衡与否，既精细又极其复杂。现知炎症反应的物质基础是白细胞载附及 其载附级联反应。而细胞载附机制的分子基础是一类存在于细胞表面，介导细胞 与细胞、细胞与细胞外基质相互载附作用的受体型膜糖蛋白。正是籍这类载附糖 蛋白通过转录和翻译水平的表达上调和下调，介导细胞间载附和离脱，从而介导 完成了白细胞滚动、载附、迁移及外渗等载附级联反应。故从某种意义上说，细 胞的载附级联反应乃至载附机制是受控于一组包括载附糖蛋白的蛋白质组调控 和平衡，以适应体内生理病理过程的需要。目前认为，载附分子除参与介导细胞 间识别茹附，还参与和维持机体防御机制，并与人体多种疾病密切相关。

在感染或创伤后炎症过程中，已知载附分子通过严格时相性表达和调控， 可介导活化白细胞与内皮细载附级联过程及炎症介质的释放嘿选择素尤其一选 择素是白细胞初始载附的关键因素。其可快速俘获和锚定血流中白细胞，并在血 流切应力影响下使白细胞呈贴壁滚动，同时通过载附信号激活和上调后续的整合 素表达嘿由于其存在两种表达机制，故也参与随后的白细胞载附过程。而整合素 等在其后的白细胞牢固载附及外渗中发挥作用。活化的整合素可通过信号通路进 一步激活白细胞，使细胞骨架发生改变，调控细胞铺展和移动。在载附分子介导 下，白细胞正是籍这种载附级联反应，引起机体一系列的病理生理变化，甚或导 致组织器官损伤或衰竭嘿在上述过程中，不同载附分子的时相性表达或增强，已 证明是介导不同炎细胞在不同炎症类型中浸润及损伤程度的重要因素和标志。此 外研究表明，载附分子介导的细胞载附机制还参与调控炎症结束后的浸润白细胞 清除。如急性炎症结束后，聚集局部组织的白细胞可被转运排出，或通过细胞凋 亡缩短其存活时间，由局部巨噬细胞吞噬处理等。

如上所述，白细胞载附聚集主要由载附分子介导完成。具有受体功能的载 附分子与相应配体结合，可通过信号转导途径，引起或调控白细胞或内皮细胞基 因表达乃至细胞骨架等一系列生物学改变，并影响包括炎症反应等多种生理病理 过程嘿在上述过程中，已证明载附分子的表达、数量及载附亲和力可受生长因子、细胞与趋化因子以及炎症介质等多种胞外信号的调节。因此，适度的载附分子表 达及其细胞载附机制是机体生命活动以及防御机制所必不可少的。然而在某些病 理情况下，载附分子表达及其细胞载附过度增强或紊乱，以致白细胞持续激活浸 润及释放大量炎症介质，则可能是机体炎症调控网络异常或一系列组织病理损伤 过程的关键因素撇竖而对此的抗载附治疗，研究，已显示出明显的调节和防治效 果撇煲。

3肝素抗炎作用与机制 肝素的抗炎作用已为人们重视。已知肝素可通过多种机制或途径起到抗炎 作用并对炎症级联反应中的多种炎症介质有抑制作用。在此基础上，近年肝素的 抗炎机制与抗细胞载附关系引起人们关注撇提研究发现肝素抑制白细胞载附聚 集的作用与其抑制载附分子有关撇煲尤其抑制选择素及其细胞茹附进而阻抑白 细胞茹附活化可能是其主要抗炎机制对选择素介导的早期白细胞载附的抑制，结 合我们的研究发现，其可能也相应抑制了随后炎症级联反应中载附分子、炎性因 子或其它炎症介质等释放选择素结合，调节或抑制选择素等载附分子表达或功能， 以此可减少白细胞滚动、载附及迁移实验也表明，肝素可抑制选择素与其配基或 细胞表面一选择素糖蛋白配体的结合，也可抑制一选择素与牛血清白蛋白的结合， 以及抑制中性粒细胞与大鼠卵巢细胞表面一选择素的结合撇提进一步发现，普通 肝素的抗一选择素作用强于低分子量肝素，且肝素经化学修饰(减少其戊糖环中 碳氧含量或增加含硫的化学基团)后，可增加其抗一选择素效应。

对疾病模型的研究发现，也显示了肝素在体内有良好的抗炎作用。有报道， 肝素可通过抑制选择素和飞调节白细胞载附，从而减轻包括缺血再灌注损伤等多 种疾病模型的体内炎症反应此外，肝素也可抑制接触性皮炎中一选择素依赖的中 性粒细胞、单核细胞等炎症部位的渗透撇贤还可抑制选择素介导的兔皮肤炎症反 应竖等撇将观察了肝素对诱导的肠腔炎症大鼠的防治作用。研究发现，肝素均可 抑制处于静息或刺激条件下的肠系膜小静脉中白细胞的滚动，尤其可明显抑制刺 激两小时后早期白细胞滚动增加效应，但不影响此时一选择素的表达上调。为此 作者认为肝素阻抑病鼠白细胞滚动的作用，可能是通过抑制一选择素载附功能而 非减少后者表达数量所致。等撇啄日用一选择素缺陷以选择素共缺陷小鼠模型发 现，肝素抑制腹膜炎的抗炎效果依赖于对一选择素的抑制。进一步发现，经肝素 处理的L和P一选择素缺陷小鼠，较之野生型小鼠，其腹腔中的中性粒细胞浸润 可减少。作者还观察了经修饰后多种肝素衍生物的抗炎作用，发现除去硫酸肝素， 其余肝素衍生物均产生对急性腹膜炎小鼠明显的抗炎效果。由于降低了抗凝活性，在给予了大剂量肝素衍生物后仍未出现出血情况。等认为，不同肝素衍生物因其 结构差异，其抗炎抑制能力也异同，故在剂量使用时应视情而定。我们研究发现， 修饰后的一去硫酸肝素对大鼠肝和肾缺血再灌注损伤具有明显防治效果除能抑 制病理组织中一选择素表达及减少白细胞浸润，这类修饰肝素还能调抑体内NK 细胞的明显激活，且对机体防御机制有调节作用。

进一步研究发现，肝素抑制的选择素为一和选择素而非一选择素实验表明， 用于抑制P一选择素的肝素浓度需高于选择素的剂量，表明一选择素在与配基结 合的亲和力高于选择素。等撇随期研究进一步证实，肝素的抗炎作用主要是通过 其氧一硫酸化的葡胺聚糖位点竞争抑制选择素与其配基结合完成，这一封闭阻断 作用可抑制和调节选择素介导的白细胞载附聚集，进而相应发挥抗炎效应。总之， 上述研究结果为肝素抗炎作用机制研究进一步提供了理论依据，而修饰后肝素衍 生物有望成为潜在的有效且安全的新型抗炎制剂。

4结语 肝素作为细胞载附的拮抗剂，已显示了明显的抗炎/抗载附效应。而对其 进行化学修饰，证明可降低并保留其抗凝活性，增加抗炎作用。研究证明的肝素 通过竞争抑制和调节选择素介导白细胞载附的抗炎机制，除可深化和丰富抗炎/ 抗载附治疗的理论依据，还可籍这一作用机理，进一步拓展和充实肝素在抗肿瘤 转移、免疫调节、创伤修复及抗移植排斥等的临床应用。目前有关肝素分子中与 选择素结合的聚糖结构尚不完全清楚，有待深入研究，以阐明其结构与功能的确 切关系，从而进一步为肝素类药物的临床应用奠定基础。