血小板很小,又称凝血细胞,最大不过直径2-3微米。然则,血小板并非严酷意义上的细胞,它是从骨髓巨核细胞脱落下来的胞质小块,没有细胞核,有细胞器,呈双凸扁盘状,受刺激时伸出小突起,具有不规则外形。
血小板在血管里流动的艺术想象图。视觉中国|图
对于血小板,传统的认知是,止血凝血,保护血管内皮细胞的完整性,防止血管渗漏,同时参与平息炎症,可以赞助白细胞迁徙到炎症部位,扫除病原体和修复构造。
然则,美国《科学》杂志上新发表的一项研究指出,血小板的功效被低估了,它还可以吸附血液中的游离DNA(cell-free DNA,又称细胞外DNA),搜罗孕妇、胎儿,以及肿瘤游离DNA,起到某种DNA贮存库的感化,因而也许具有更为告急的功效。临床上可以提取血小板吸附的游离DNA,以举行产前诊断和癌症筛查或诊断。
血小板的吸附功效早在2019年就有发现,当时有两项研究指出,血小板中含有某些病毒和花粉的DNA。花粉是植物的雄性生殖细胞,内含植物的遗传物资DNA,而植物的雌性DNA存在于植物的胚珠中,即雌蕊的一部门,不在花粉中。
这些发现当时并未引发更多的研究人员的存眷,但也为研究人员供给了一个探索的偏向,血小板是否还会吸附其他生物的DNA?凑巧的是,当时英国有一项由英国癌症研究中心赞助的研究,以“脑筋风暴工作坊”(sandpit)命名,雷同科研和产业联合的项目《创智赢家》,参加者可提出改进临床上体液活检,搜罗血液、尿液、唾液等查抄的立异方式,请求是安全、快速和精确。
英国牛津大学血液学家贝瑟恩·普赛拉(Bethan Psaila)团队提出一个计划,实验从血小板提取游离DNA,由于血小板也许会捕捉游离DNA,这些DNA可用来举行生物学和疾病诊断检测。颠末评比,该计划获得承认并拿到了研究赞助基金,之后普赛拉和博士后劳伦·墨菲(Lauren Murphy)等人组成的团队举行了恒久研究。
研究必要大批正凡人的血液捐赠,荣幸的是研究团队获得了所需的捐赠血液,有76名志愿者捐赠了血液,之后研究人员专门提取血小板举行研究。结果,在正凡人捐赠的血小板中,研究人员发现约8%的血小板DNA检测呈强阳性,表明这些血小板也许吸附了额外的游离DNA。
下一步是要证明这些DNA来自那里。对此,研究人员对孕妇的血小板举行了剖析。通常环境下,孕妇血液中会含有少量胎儿脱离到血液中的DNA。而检测结果令人惊讶,怀有儿子的孕妇的血小板中含有Y染色体DNA片段;怀有女儿的孕妇的血小板中则没有Y染色体DNA片段。这说明,血小板可以吸附血液中游离的胎儿DNA。
既然血小板能捕捉胎儿的游离DNA,也也许吸附其他DNA。进一步的研究证明了这个推想。在把血小板与癌细胞放到培养皿中配合培养时,血小板会吸取来自癌细胞的DNA片段。同时,如果检测癌症患者的血小板,也发现其中带有特性性突变的DNA,表明血小板吸取了部门肿瘤DNA。不但如此,研究人员还发现,血小板可以吸取一些结肠癌患者癌前病变构造开释的DNA。
研究还发现,血小板可以吸附多种游离于血液中的DNA。血液轮回中的游离DNA有多种典范,有的是不足50碱基对(bp)的超短链DNA,有的是长达500bp以上的DNA,还有的是与组蛋白联合或被细胞外囊泡包裹的碎片DNA。
研究剖析发现,血小板能够捕捉与组蛋白联合的DNA、细胞外囊泡包裹的DNA,以及长度在128-657bp之间的裸DNA。被血小板捕捉后的DNA更涌现一种稳固特性,它们不再恐惧核酸酶对其的破坏,因而能更稳固地存在于血小板中,是以可以作为稳固样本加以检测。
通过提取血小板中的游离DNA,不但可以举行产前诊断,还可以举行癌症的早期检测和诊断。
现在对于防止出生缺陷已经进入无创产前基因检测(NIPT),又称游离DNA产前检测,是通过提取孕妇外周血中胎儿游离DNA,并采用新一代DNA测序技术来诊断胎儿染色体是否非常。这种检测可以在怀孕早期举行,相对传统有创性查抄(如羊水穿刺)更安全,并且精确率较高,尤其可以检测出21三体综合征(唐氏综合征,天赋愚型)、18三体综合征(爱德华氏综合征,主要症状搜罗出生时身段矮小、先本性心脏病和小头症)和13三体综合征(帕陶氏综合征,主要特性为严重智力低下、特殊面目面貌、手足及生殖器畸形,并可伴有严重的致逝世性畸形,90%一岁内逝世亡)。
此外,在体检时,或在临床上也会抽取人的血液以提取血液中从癌细胞脱离的肿瘤DNA举行检测,用于癌症的诊断和早期筛查。
然则,这两类查抄都邑由于血液中游离DNA的含量较低,偶尔是微量或痕量而难以获得充足的检样以举行检测。
血小板能吸附游离DNA则能解决游离DNA提取不足的困难。人的每毫升血液中有14万-45万个血小板,即便只有8%的血小板吸附了游离的胎儿、肿瘤细胞或其他病变构造的DNA,也比过去提取血液中微量的游离DNA轻易多了,由于血小板中吸附的游离DNA的含量更高。对捐赠的血液举行对照剖析,一组是保存血小板,一组是去除血小板。结果表现,保存血小板组血浆中的DNA含量显着高于去除血小板血浆中的DNA。每微升血浆中平均可分别出7.18个基因组拷贝的血小板DNA,相当于每个血小板中含有0.000012基因组当量的DNA。
另一方面,在体检和临床诊断中,提取的血液中的血小板除了用以血小板计数,也会被丢弃。现在,抽血检测的血液中的血小板也可以用来提取游离DNA,以举行胎儿染色体查抄并筛查肿瘤,让血小板物尽其用。
发现血小板可以吸附血液中的游离DNA也拓宽了人们对血小板的认知。研究人员并不清楚为何血小板善于吸附血液中的游离DNA,然则以为血小板能像海绵一样吸附游离DNA是有原因的,由于这有助于降低血液中游离DNA的浓度。而游离DNA通常也许引发炎症,对机体具有肯定伤害性。这也符合之前对血小板功效的认知,它们能够赞助免疫体系抵抗炎症。
张田勘
责编 朱力远 |