高同型半胱氨酸血症(HHcy)與血栓性疾病如心肌梗死和中風密切相關。在患有HHcy的動物和人體內觀察到血小板活化增強。然而，HHcy對血栓形成的影響在很大程度上仍然未知。

2023年7月27日，南方醫科大學聶靜及朱風新共同通訊在Journal of Hematology & Oncology（IF=29）在线發表題爲“Hyperhomocysteinemia potentiates megakaryocyte differentiation and thrombopoiesis via GH-PI3K-Akt axis”的研究論文，該研究表明高同型半胱氨酸血症通過GH-PI3K-Akt軸增強巨核細胞分化和血小板生成。該研究報道了HHcy小鼠和斑馬魚的血小板計數(PLT)增加。在高血壓患者(n=11,189)中，PLT ≥ 291×109/L的參與者血清總Hcy水平較高。使用單細胞RNA測序(scRNAseq)來表徵Hcy對人臍帶血(hUCB) CD34+細胞的轉錄組、細胞異質性和巨核生成發育軌跡的影響。

結合體外和體內分析，該研究證明了Hcy通過生長激素(GH)-PI3K-Akt軸促進巨核細胞(MKs)分化。此外，Hcy對血小板生成的影響不依賴於血小板生成素(TPO)，因爲Hcy也會導致純合子TPO受體(Mpl)突變小鼠和斑馬魚PLT的顯著增加。給藥褪黑激素可有效逆轉Hcy誘導的小鼠血小板生成。ScRNA-seq結果顯示，褪黑素抑制Hcy促進的MK分化和成熟，抑制GH-PI3K-Akt信號的激活。該研究揭示了以前未被認識到的HHcy在血栓形成中的作用，並爲HHcy增加血栓形成風險的機制提供了新的見解。

血清總同型半胱氨酸(tHcy)水平升高，即高同型半胱氨酸血症(HHcy)，是心血管疾病、缺血性卒中和靜脈血栓栓塞的危險因素。由於遺傳缺陷導致的嚴重HHcy患者如果不及時治療，約50%的患者會發生血栓形成事件，而即使是中度HHcy也會增加血栓形成的風險。然而，其潛在機制尚不清楚。爲了探索Hcy對巨核細胞(megakaryocyte, MK)發育軌跡的影響，作者利用從hUCB衍生的CD34+細胞分化系統中收集的細胞進行了scRNA測序。共鑑定出13個集群，包括4個MK集群。基因本體(GO)和高活性調控子(HARs)分析表明，MK0代表一個不太成熟的群體。MK2是一個成熟的血小板形成簇。MK1是MK0和MK2之間的過渡態。MK1高度表達與凋亡信號傳導相關的基因。僞軌跡分析揭示了從MK3到MK1的持續發展，其特徵在於“波狀”的基因表達模式。Hcy增加了MK的百分比，尤其是MK2。基因集變異分析(GSVA)顯示，與對照組相比，Hcy組MK0-MK2中巨核細胞分化、巨核細胞發育等生物學過程顯著上調，說明Hcy促進了MK的分化。進一步驗證了scRNA-seq數據。原血小板隨着Hcy的增加而增加。HHcy小鼠中MK(CD41+)的數量增加。流式細胞術顯示，Hcy升高了MKs (CD41+CD42b+)的比例。

scRNA-Seq數據的質量控制(QC)和細胞簇（圖源自Journal of Hematology & Oncology ）通過整合小鼠骨髓MK的scRNA-seq和大量RNA-seq數據，作者發現Hcy組MK中PI3K相關通路和對GH刺激的反應是常見的上調通路。Hcy增加了磷酸化的PI3K (p-PI3K)和磷酸化的Akt (p-AKT)的水平。PI3K抑制劑LY294002阻斷了Hcy促進的MK分化和血小板生成。此外，當GH受體(GHR)在Meg-01細胞中被siRNA敲除時，Hcy誘導的p-PI3K和p-Akt顯著減弱。同樣，在Ghr−/−小鼠中，HHcy沒有觀察到PLT的明顯增加，也沒有觀察到PI3K-Akt信號的激活。這些數據表明，Hcy通過增強GH-PI3K-Akt軸促進MK分化。最後，scRNA-seq顯示，褪黑激素(MT)逆轉了Hcy增加的MK2比例。MT阻斷小鼠Hcy促進的血小板生成，但不降低tHcy水平。此外，MT也減少了斑馬魚Tg(mpl:eGFP)smu4;mplsmu3中Hcy升高的血小板。正如預期的那樣，MT減弱了Hcy升高的MK相關功能和PI3K-Akt信號。總之，該研究證明了HHcy在MKs分化中的作用，並描述了潛在的機制。

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