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只管血小板是一种无核血细胞，但它们拥有线粒体。线粒体含有DNA，被两个脂质双层膜困绕[1]。线粒体作为细胞的动力源，加入调控血小板新陈代谢、ATP爆发、血小板活化和细胞凋亡[2,3]。在正常心理条件下，细胞DNA和核苷酸库一直袒露于活性氧（ROS），从而爆发氧化损伤，导致氧化核苷酸的天生[4]。Human MutT Homolog 1（MTH1）是一种核苷酸焦磷酸酶，可水解氧化的核苷酸，加入DNA损伤修复历程[5]。但关于MTH1在血小板中的表达和功效作用尚不清晰。 2023年8月10日，徐州医科大学血液病研究所乔建林/徐开林/曾令宇团队在《Nature Communications》上揭晓了题为“MTH1 protects platelet mitochondria from oxidative damage and regulates platelet function and thrombosis”的研究论文，展现了血小板线粒体氧化损伤修复的新机制[6]。硕士研究生丁洋洋、桂翔和褚翔为论文配合第一作者，乔建林教授、徐开林教授和曾令宇教授为论文配合通讯作者。 图片泉源：《Nature Communications》 （https://www.nature.com/articles/s41467-023-40600-7） 研究质料 MTH1flox/flox小鼠（赛业生物定制）、PF4-CRE小鼠和野生型小鼠 研究要领 流式细胞术、动脉血栓模子，深静脉血栓模子、出血模子、卵白印迹、定量磷酸化卵白组学、免疫荧光等。 手艺蹊径 01MTH1fl/fl和MTH1fl/fl PF4-Cre小鼠 02体内出血和血栓模子 03体外血小板功效检测 04体外血小板线粒体氧化损伤检测 05定量磷酸化卵白组学检测差别卵白磷酸化 06检测线粒体基因编码卵白表达 研究效果 1.血小板表达MTH1，且其缺失显著抑制血小板加入体内止血和血栓形成 为探索MTH1是否在血小板内表达，研究职员使用差别抗体及免疫电镜证实MTH1在血小板内表达，且定位在线粒体中（图1）。为进一步研究其在血小板功效和血栓形成中的作用，研究职员使用赛业生物定制MTH1flox/flox小鼠构建了巨核细胞/血小板特异性MTH1敲基因小鼠，发明血小板MTH1缺失小鼠体内止血和新闻脉血栓形成显著受损。 图1 MTH1在血小板中的表达及在止血和血栓中的作用[6] 2.MTH1敲除显著抑制GPCR介导的血小板群集、钙发动和线粒体ATP爆发 为探索MTH1对体外血小板功效的影响，研究者疏散血小板，使用不必激活剂来刺激血小板，发明，MTH1缺失显著降低了凝血酶（GPCR受体的激动剂）介导的血小板活化、群集能力、钙离子发动、促凝活性和线粒体ATP爆发（图2），但不影响胶原相关多肽（CRP）（GPVI受体的激动剂）介导的血小板功效。 图2 MTH1对血小板群集、颗粒释放、aIIbb3活化、钙发动和线粒体ATP的影响[6] 3.MTH1缺失显著增添血小板活化后线粒体的氧化损伤 进一步剖析发明，MTH1缺失显著增添了凝血酶而不是 CRP诱导的血小板线粒体氧化损伤。其缘故原由是凝血酶而不是CRP可诱导血小板线粒体ROS爆发，进而引起线粒体氧化损伤（图3）。 图3 MTH1对血小板线粒体氧化损伤的影响[6] 4.MTH1敲除影响血小板活化后众多卵白的磷酸化 为进一步探索MTH1对血小板信号通路的影响，研究者举行了定量磷酸化卵白组学剖析，判断到多种具有显著差别的磷酸化卵白，KEGG剖析发明这些差别的磷酸化卵白主要富集在血小板活化、MAPK和Rap1信号通路。别的，显著差别的磷酸化卵白中有2个定位于线粒体，一个加入调控线粒体代谢（Slc25a1），另一个加入调控线粒体卵白合成（Slirp）（图4）。 图4 定量磷酸化卵白组学剖析[6] 5.MTH1敲除显著下调MT-CO1的表达 由于MTH1加入DNA氧化损伤，其缺失可能影响DNA的转录、卵白翻译和合成等，研究职员接下来检测了MTH1缺失对线粒体卵白合成和表达的影响，发明线粒体基因编码的卵白MT-CO1（细胞色素C氧化酶I，线粒体氧化呼吸链复合物4的主要亚基）的卵白和基因表达水平在刺激后的MTH1敲除血小板中显著降低（图5），而核基因组编码的卵白表达水平并未显著改变。MT-CO1表达的降低主要缘故原由是在所有线粒体DNA中，MT-CO1基因中G碱基含量最高，而MTH1的主要功效加入修复氧化的G碱基，这样将导致MTH1缺失后无法修复氧化的碱基，进而使MT-CO1的表达显著降低。 图5 MTH1敲除后引起MT-CO1水平的降低[6] 6.MTH1在人血小板中施展相同作用 为验证MTH1是否在人血小板施展相同作用，研究者使用了MTH1抑制剂TH588，效果发明抑制人血小板MTH1显著降低了凝血酶而不是CRP诱导的血小板功效。别的，抑制人血小板MTH1显著增添了凝血酶诱导的血小板线粒体氧化损伤（图6）。 图6 MTH1在人血小板功效中的作用[6] 
研究结论
本研究使用巨核细胞/血小板特异性MTH1敲基因小鼠及定量磷酸化卵白组学等要领，发明MTH1对血小板线粒体氧化应引施展�；ぷ饔貌⒓尤氲骺谿卵白偶联受体（GPCR）介导的血小板功效和血栓形成，提醒MTH1可能是预防血栓性疾病的潜在治疗靶点。
参考文献：
[1]Melchinger H, Jain K, Tyagi T, Hwa J. Role of Platelet Mitochondria: Life in a Nucleus-Free Zone. Front Cardiovasc Med 6, 153 (2019).
[2]Kholmukhamedov A, Jobe S. Platelet respiration. Blood Adv 3, 599-602 (2019).
[3]Hayashi T, Tanaka S, Hori Y, Hirayama F, Sato EF, Inoue M. Role of mitochondria in the maintenance of platelet function during in vitro storage. Transfus Med 21, 166-174 (2011).
[4]Lindahl T. Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature 362, 709-715 (1993).
[5]Nakabeppu Y. Molecular genetics and structural biology of human MutT homolog, MTH1. Mutat Res 477, 59-70 (2001).
[6]Ding Y, Gui X, Chu X, Sun Y, Zhang S, Tong H, Ju W, Li Y, Sun Z, Xu M, Li Z, Andrews RK, Gardiner EE, Zeng L, Xu K, Qiao J. MTH1 protects platelet mitochondria from oxidative damage and regulates platelet function and thrombosis. Nat Commun. 2023 Aug 10;14(1):4829.
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品系名称：
C57BL/6J-Nudt1em1Cflox/Cya
品系编号：
CKOCMP-17766-Nudt1-B6J-VA
产品编号：
S-CKO-03821
应用偏向：
代谢,肿瘤,呼吸系统,消化系统,糖代谢,线粒体研究,水解酶,RNA团结卵白
打靶计划：
参考文献：
[1]Melchinger H, Jain K, Tyagi T, Hwa J. Role of Platelet Mitochondria: Life in a Nucleus-Free Zone. Front Cardiovasc Med 6, 153 (2019).
[2]Kholmukhamedov A, Jobe S. Platelet respiration. Blood Adv 3, 599-602 (2019).
[3]Hayashi T, Tanaka S, Hori Y, Hirayama F, Sato EF, Inoue M. Role of mitochondria in the maintenance of platelet function during in vitro storage. Transfus Med 21, 166-174 (2011).
[4]Lindahl T. Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature 362, 709-715 (1993).
[5]Nakabeppu Y. Molecular genetics and structural biology of human MutT homolog, MTH1. Mutat Res 477, 59-70 (2001).
[6]Ding Y, Gui X, Chu X, Sun Y, Zhang S, Tong H, Ju W, Li Y, Sun Z, Xu M, Li Z, Andrews RK, Gardiner EE, Zeng L, Xu K, Qiao J. MTH1 protects platelet mitochondria from oxidative damage and regulates platelet function and thrombosis. Nat Commun. 2023 Aug 10;14(1):4829.
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