PF4基因与哪些疾病的发生密切相关?Pf4基因敲除小鼠模型有哪些?
血小板因子4(PF4)正成为抗衰老研究领域的一颗新星。连续发表于《Nature》《Nature Aging》及《Nature Communications》的三项重磅研究,共同揭示了PF4远超越其传统凝血功能的全新角色:它可能是逆转大脑衰老、刷新免疫功能、连接身心健康的核心信使。
这些突破性发现指出:一方面外源性输入PF4可通过输入年轻血小板或注射重组PF4蛋白,PF4作为血小板的分泌因子进入大脑,重塑小胶质细胞的基因表达谱,使其从促炎状态恢复到稳态。PF4蛋白本身不直接改变神经元或小胶质细胞的Pf4基因,而是通过信号传导,大规模地调节靶细胞(小胶质细胞)的整个基因表达网络,使其“年轻化”[1];另一方面随着年龄的增长,内源性累积升高的PF4却会抑制T细胞功能,降低老年个体对免疫检查点抑制剂(如抗PD-1疗法)的反应[2];此外,运动后血液中PF4水平的生理性升高,正是运动促进神经新生、带来抗焦虑益处的关键环节[3]。PF4犹如一座强大的生理桥梁,同时扮演着大脑的“年轻泉”、免疫系统的“调节器”和身体与大脑的“信使”三重角色,将血液循环、神经健康与免疫稳态紧密相连,为再生医学开辟了全新的探索空间。
PF4基本信息
PF4基因,更广为人知的名字是它的蛋白产物:血小板第4因子,简称PF4,也称为CXCL4。PF4是一个同源四聚体蛋白,由四个相同的亚基组成。每个亚基约7.8kDa,总分子量约为32kDa。其结构特点是带有高密度的正电荷(碱性氨基酸残基),这使得它对带负电荷的分子(如肝素、硫酸肝素)有极高的亲和力。血小板第四因子(PF4)作为一种多功能细胞因子,在多种生理及病理过程中发挥关键作用。其功能涵盖趋化性调控、血管生成调节、凝血与止血以及免疫调节等多个方面。
●在趋化作用方面:PF4能够作为趋化因子有效招募并激活中性粒细胞、单核细胞及成纤维细胞等免疫相关细胞,从而参与炎症反应进程并促进组织修复。
●在血管生成调控中:该因子可抑制内皮细胞的增殖与迁移,并中和多种促血管生成因子的生物活性,进而影响新生血管的形成。
●在凝血与止血机制中:PF4可与肝素结合形成PF4/肝素复合物,以此中和肝素的抗凝作用;同时,其能够结合至血管内皮表面的硫酸肝素,局部增强凝血酶的生成,促进血栓形成。
●在免疫调节过程中:PF4通过增强巨噬细胞的吞噬功能,调节机体免疫应答。

图1 PF4在抗原复合物形成与凝血酶生成中的作用机制[4]
PF4基因与多种疾病的发生密切相关
1、血栓与止血研究
在血栓与止血研究领域,PF4基因缺失模型被广泛应用于验证该因子在动脉血栓(如中风、心肌梗死)形成中的关键作用,相关研究还深入探讨了PF4缺失对血小板功能、凝血级联反应及血管完整性的影响[5]。
2、免疫与炎症疾病
在免疫与炎症疾病方面,PF4基因缺陷小鼠作为重要的阴性对照模型,在肝素诱导的血小板减少症(HIT)研究中证实了PF4是形成HIT抗原复合物的核心组分[5];同时,该模型也被用于研究PF4在招募中性粒细胞、单核细胞等免疫细胞及调控炎症级联反应中的具体作用。
3、肿瘤和血管生成
在肿瘤与血管生成领域,PF4被确认为内源性血管生成抑制剂,Pf4基因缺失小鼠表现出肿瘤生长加速和肿瘤血管密度增加的特征,这使其成为研究肿瘤血管生成的理想实验体系[6]。
4、组织修复和纤维化
在组织修复与纤维化研究中,科研人员利用该模型探索PF4缺失对伤口愈合、瘢痕组织形成及器官纤维化进程的调控作用[7]。
综上所述,Pf4-KO小鼠模型是研究血栓形成,免疫反应及炎症疾病的独特工具模型,通过深入了解PF4的功能和作用机制,我们可以更好地理解其在健康和疾病中的作用,为未来的研究和治疗提供新的思路。

图2 PF4介导巨噬细胞活化和器官纤维化[7]
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产品名称 |
产品编号 |
品系全称 |
类型 |
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S-KO-10927 |
C57BL/6NCya-Pf4em1/Cya |
Pf4基因敲除 |
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S-KO-10928 |
C57BL/6JCya-Pf4em1/Cya |
Pf4基因敲除 |
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S-CKO-12223 |
C57BL/6JCya-Pf4em1flox/Cya |
Pf4条件性基因敲除 |
参考文献:
[1] Schroer A B, Ventura P B, Sucharov J, et al. Platelet factors attenuate inflammation and rescue cognition in ageing[J]. Nature, 2023, 620(7976): 1071-1079.
[2] Park C, Hahn O, Gupta S, et al. Platelet factors are induced by longevity factor klotho and enhance cognition in young and aging mice[J]. Nature aging, 2023, 3(9): 1067-1078.
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