A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
הפרוטוקול הנוכחי מספק מערך מקיף של נהלים הדרושים לניתוח טסיות דם פרו-קרישיות, המציגות תכונות חופפות של נמק, אפופטוזיס והפעלת טסיות דם.
טסיות הדם המסתובבות בזרם הדם שקטות יחסית אך "מופעלות" כאשר נתקלות בממריצים או "אגוניסטים" במקום הפגיעה בכלי הדם. טסיות פרו-אגרגטוריות ופרו-קרישיות מייצגות שתי אוכלוסיות נפרדות של טסיות מופעלות. בעוד שטסיות פרו-אגרגטוריות מקלות על הפסקת הדימום, או "המוסטזיס", על ידי יצירת פקק של טסיות דם המקובצות יחד דרך גשרי פיברינוגן, טסיות פרו-קרישה מאיצות באופן דרמטי את מפל הקרישה, ומגיעה לשיאה בהיווצרות קרישי פיברין. היבט מעניין של טסיות דם מקרישות הוא שהמורפולוגיה שלהן מציגה מאפיינים מסוימים של "נמק" ו"אפופטוזיס". לפיכך הם עשויים לייצג צורה של מוות תאי בטסיות דם, אם כי יש להם תפקיד חשוב בפקקת והמוסטזיס. מאמר זה מציג את הרעיון של טסיות דם פרו-קרישה, הרלוונטיות שלהן לבריאות ולמחלות, והשוואה בין השיטות הקיימות לניתוחן. לאחר מכן הוא מספק פרוטוקולים מקיפים לניתוח טסיות דם פרו-קרישה, חקירת מנגנוני היווצרותם והערכת תפקידם הפרוטרומבוטי בהקלת הקרישה. המאמר מסתיים בדיון בשלבים מרכזיים, מגבלות ועקרונות פתרון בעיות עבור השיטות המתוארות.
ישנן לפחות שתי אוכלוסיות נפרדות של טסיות פעילות 1,2. טסיות פרו-אגרגטוריות מאופיינות בהפעלה גבוהה של אינטגרין וחשיפה נמוכה, אם בכלל, ל-PS. מצד שני, טסיות דם מקרישות מאופיינות בפעילות אינטגרין נמוכה וחשיפה גבוהה ל-PS 1,2, ומספקות משטח להרכבה של קומפלקסים טנאז ופרותרומבינאז3, שהוא פעיל פי 105-10 פי6 ופי 300000 מגורם פאזה מסיס בודד IXa ו-Xa, בהתאמה4. טסיות דם מעודדות קרישה מאיצות באופן דרמטי את הקרישה. היבט מעניין של טסיות דם פרו-קרישה הוא שהמורפולוגיה שלהן דומה למאפיינים מסוימים של "נמק" כגון מיקרו-שלפוחית, בלון של התא עם הפרעה בשלד הציטו ואובדן שלמות הממברנה, כמו גם אלה של "אפופטוזיס" כגון אובדן אסימטריה של פוספוליפידים בממברנה עם חשיפה של פוספטידילסרין בעלון החיצוני 5,6. במילים אחרות, היווצרות טסיות דם פרו-קרישה עשויה לייצג צורה של מוות תאים בטסיות דם, אם כי עם פונקציה פיזיולוגית חשובה בהמוסטזיס.
טסיות דם מקרישות קשורות באופן משמעותי להפרעות פקקתיות. בעוד שלרוב האנשים הבריאים אין טסיות דם מעודדות קרישה במחזור הדם, ~30% מהטסיות הרגילות מאמצות פנוטיפ פרוקו-קרישה ex vivo לאחר חשיפה לאגוניסטים חזקים כמו טרומבין וקולגן7. טסיות דם פרו-קרישה במחזור דווחו בטראומה, כאשר היווצרותן עשויה לשקף הפעלה על ידי היסטון H4 8,9. עם זאת, ברוב ההפרעות הפרוטרומבוטיות, רמות מוגברות של טסיות דם מקרישות מתגלות רק לאחר גירוי ex vivo 10. לדוגמה, לחולים עם שבץ מוחי חריף שאצלם >51.1% מהטסיות שלהם הומרו לטסיות דם מעודדות קרישה (הידועות גם בשם טסיות COATed) על ידי קולגן ותרומבין היה יחס סיכון של 10.72 לשבץ חוזר תוך 30 יום בהשוואה לחולים עםהיווצרות טסיות דם פרו-קרישה פחותה. תוצאות דומות דווחו בחולים עם התקפים איסכמיים חולפים וטרשת עורקים קרוטידית12. לעומת זאת, הפרעת הדימום תסמונת סקוט נובעת ממוטציה של ANO6, המקודדת את הסקרמבלאז הפוספוליפיד TMEM-16F, מה שמוביל לחשיפה חסרה של טסיות דםPS 13. הפרעות דימום אידיופטיות ודימום תוך גולגולתי עשויות להיות קשורות לירידה ביכולת לייצר טסיות דם פרו-קרישיות14.
לפיכך, הערכת טסיות דם מקרישות היא חלק מכל ניתוח של תפקוד טסיות הדם לא רק במהלך חקירות בסיסיות של מנגנוני הפעלת טסיות דם וכתוצאה מכך פקקת והמוסטזיס, אלא גם במהלך ניתוח קליני לסיכון לפקקת או דימום בחולים במצבים פתולוגיים שונים. פאנל של האגודה הבינלאומית לפקקת והמוסטזיס (ISTH) המליץ על שימוש בקשירת Annexin V וביטוי P-selectin על ידי זרימה ציטומטרית להבחנה בין פרוקו-קרישה מתת-אוכלוסיות טסיות אחרות15. המאמר דן גם בשיטות השונות שניתן להשתמש בהן כדי לנתח טסיות דם פרו-קרישה ואפופטוטיות, אך אינו מתאר את התהליכים בפירוט. שיטות אלה כוללות זיהוי של (1) הפעלת טסיות דם על ידי PAC1/JonA או קשירת פיברינוגן (ציטומטריית זרימה); (2) הפרשת גרגירי אלפא על ידי ביטוי P-selectin (ציטומטריית זרימה); (3) חשיפה ל-PS על ידי קשירת Annexin V/lactadherin (ציטומטריית זרימה); (4) אובדן שלמות הממברנה על ידי תיוג GSAO (ציטומטריית זרימה); (5) שינויים מורפולוגיים כמו בלון (מיקרוסקופיה); (6) זיהוי הפעלת קספאאז על ידי בדיקת קספאזה (אימונובלוטינג/לינומטריה/ציטומטריית זרימה) או פירוק של גלסולין מצע שלד ציטו (אימונובלוטינג); (7) אובדן פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית על ידי צבעים רגישים לפוטנציאל מיטוכונדריאלי כגון JC-1/Mitotracker (ציטומטריית זרימה); (8) סמנים אפופטוטיים פנימיים מיטוכונדריאלים שחרור Bax, Bak וציטוכרום c (אימונובלטינג); (9) תפקוד פרוקו-קרישה על ידי בדיקת יצירת תרומבין וקשירת גורם קרישה Xa/Va (ציטומטריית זרימה, מיקרוסקופיה); (10) עליית סידן ציטוזולית ומיטוכונדריאלית על ידי צבעים רגישים לסידן פלואורסצנטיים (ציטומטריית זרימה, פלואורומטריה, מיקרוסקופיה).
המחקר הנוכחי מתעמק בפרוטוקולים מקיפים לניתוח טסיות דם פרו-קרישיות וכן מבדיל אותן מטסיות פרואגרגטוריות ואפופטוטיות. רוב ההליכים המתוארים מסתמכים על זרימה ציטומטרית שיש לה את היתרונות של (1) היותה זמינה וקלה לשימוש, (2) דורשת נפח דגימה נמוך, ו-(3) מאפשרת זיהוי בו זמנית של תת-אוכלוסיות מרובות של טסיות דם (פרואגרגטורי, פרוקו-קרישה ואפופטוטית)15. פרוטוקולים אלה המבוססים על ציטומטריית זרימה מתווספים למבחנים פונקציונליים של פעילות פרוקו-קרישה המבוססים על קשירת גורמי קרישה ומבחני יצירת תרומבין מבוססי קריש.
משתתפים אנושיים גויסו למחקר לדגימת דם ורידית היקפית לאחר קבלת הסכמה מדעת בכתב, תוך הקפדה על ההמלצות והאישור של ועדת הביקורת המוסדית של מכון המחקר לרנר קליבלנד קליניק, כאשר כל מתודולוגיות המחקר תואמות את הסטנדרטים שנקבעו בהצהרת הלסינקי. משתתפים בוגרים בריאים מעל גיל 18 נכללו, בעוד שמשתתפים מתחת לגיל 18, אנשים עם היסטוריה עדכנית של אירועים טרומבוטיים בששת החודשים האחרונים, אלה עם היסטוריה של אלכוהוליזם או שימוש בסמים, ומשתתפים שהשתמשו בתרופות נוגדות טסיות או נוגדות קרישה בארבעת השבועות האחרונים לא נכללו. תיאור מפורט של חומרים וריאגנטים המשמשים בפרוטוקולים ניתן למצוא בטבלת החומרים.
1. הכנת טסיות דם
2. אנליזה של טסיות דם פרו-קרישה על ידי זרימה ציטומטרית
3. אנליזה של סידן מיטוכונדריאלי על ידי זרימה ציטומטרית
4. ניתוח פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית על ידי ציטומטריית זרימה
5. ניתוח פעילות קספאז 3 וקספאז 8 על ידי זרימה ציטומטרית
6. אנליזה של קשירת פרותרומבין על ידי זרימה ציטומטרית
7. ניתוח קשירת פרותרומבין במיקרוסקופיה קונפוקלית
8. בדיקת יצירת תרומבין תלויה בפוספוליפידים על בסיס טסיות דם
חלק מהטסיות המופעלות הופכות ל"פרו-קרישות" עם עלייה אופיינית בביטוי פני השטח של פוספטידילסרין (PS) ו-P-סלקטין, מה שמבדיל אותן מטסיות "אפופטוטיות" שהן חיוביות רק לחשיפה ל-PS כמו גם טסיות "פרו-אגרגטוריות" שהן חיוביות לביטוי P-selectin. מצאנו כי תרומבין גורם לעלייה תלוית מינון בשיעור ?...
טסיות דם מעודדות קרישה מדגימות עלייה ניכרת ומתמשכת בסידן התוך תאי עם גירוי26, אך ניתן להפיק אותן באמצעות מנגנונים שונים. הם נוצרים על ידי גירוי אגוניסטי חזק עם קולגן ותרומבין באמצעות מתווכים נפרדים, כולל זרם הסידן המיטוכונדריאליהבולט ביותר 18...
לסופרים אין אינטרסים מתחרים לחשוף.
פארש פ. קולקרני וקית' ר. מקריי, בהתאמה, מכירים בפרסי מענק עמית ופיילוט הממומנים על ידי VeloSano, קרן קליבלנד קליניק.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acid Citrate Dextrose (ACD) solution (For 1000 mL) | Tri- Sodium Citrate- 22 g Citric Acid- 8 g Dextrose- 24.5 g Water- Make up volume to 1000 mL | ||
Alexa Fluor 488 protein labelling kit | Invitrogen | A10235 | |
APC Mouse Anti-Human CD62P | BD Pharmingen | 550888 | |
Bovine Prothrombin | Prolytix | BCP-1010 | |
Buffer A (Platelet Preparation) | M.W Conc. in 1X For 100 mL 10X solution HEPES 238.30 20 mM 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7.83 g KCl 74.55 2.9 mM 216.19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203.30 mg NaH2PO4 156.01 0.34 mM 53.04 mg NaHCO3 84 01 12 mM 1.01 g Water to 100 mL after adjusting pH to 6.2 Dilute 10X solution 1:10 (v/v) with Milli Q water just before platelet preparation to obtain the 1X solution that needs to be supplemented with the following Conc. in 1X For 1 ml 1X solution EGTA 1 mM Add 10 μL (1:100 v/v) 100 mM EGTA Glucose 5 mM Add 5 μL (1:200 v/v) 1 M glucose PGE1 3 μM Add 3 μL (1:333 v/v) 1 mM PGE1 solution | ||
Buffer B (Platelet Preparation) | M.W Conc. in 1X For 100 mL 10X solution HEPES 238.30 20 mM 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7.83 g KCl 74.55 2.9 mM 216.19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203.30 mg NaH2PO4 156.01 0.34 mM 53.04 mg NaHCO3 84 01 12 mM 1.01 g Water to 100 mL after adjusting pH to 7.4 Dilute 10X solution 1:10 (v/v) with Milli Q water just before platelet preparation to obtain the 1X solution that needs to be supplemented with the following Conc. in 1X For 1 ml 1X solution Glucose 5 mM Add 5 μL (1:200 v/v) 1 M glucose | ||
CaCl2 (0.5 M) (For 50ml) | Molecular weight of CaCl2.2H2O = 147.02 Dissolve 3.675 g of CaCl2.2H2O in 50 ml Milli Q water | ||
CellEvent Caspase-3/7 Detection Reagents Green | Invitrogen | C10423 | Apoptosis detection reagent |
Convulxin | Enzo Life Sciences | ALX-350-100 | |
EDTA (0.5 M; pH 8) (For 100 mL) | Molecular Weight of EDTA Na2.2H2 O: 372.24g Weigh 18.612 g and suspend in 50 ml Milli Q water and check the pH (pH~4) Slowly add 10N NaOH with stirring and monitor the pH. EDTA starts solubilizing at around pH 7 and is completely soluble at pH 8. Make up the volume to 100 ml with Milli Q water. | ||
EGTA (100 mM; pH 7.4) (For 100 mL) | Molecular Weight: 380.4 Add 3.804 g EGTA in 50 ml Milli Q water and check the pH (pH~3) Add 10 N NaOH dropwise while stirring and monitor the pH EGTA becomes soluble at pH 7.0 (approx) Adjust pH to 7.4 Make up the volume to 100 ml with Milli Q water | ||
FITC Mouse Anti-Human PAC-1 | BD | 340507 | |
FITC-IETD-FMK Caspase 8 (active) staining kit | Abcam | ab65614 | |
Mitotracker Red CMXRos (mitochindria labeling dye) | Invitrogen | M7512 | Stock= 1 mM (50 µg dissolved in 90 µl DMSO) Sub-stock= 100 µM (10 µl Stock + 90 µl DMSO) Working concentration= 500nM (0.5 µl in 100 µl) |
PE Annexin V | BD Pharmingen | 560930 | |
Prostaglandin E1 | Sigma | P5515 | Stock= 20 mM (1 mg dissolved in 141 µL DMSO) Sub-stock= 1 mM (10 µl Stock + 190 µL DMSO) Working concentration= 3 µM (3 µL in 1 mL) |
Rhod-2 AM | Invitrogen | R1244 | Stock= 5 mM (1 mg dissolved in 178 µL DMSO) Sub-stock= 100 µM (10 µL Stock + 90 µL DMSO) Working concentration= 500 nM (0.5 µL in 100 µL) |
Thrombin from human plasma | Sigma | T7572 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved