ИСТИНА

Тромбоциты, безъядерные клетки, участвующие в свертывании крови, в норме активируются при повреждении сосуда. Активация тромбоцита сильными агонистами (тромбин, коллаген) приводит к агрегации клеток и выставлению фосфатидилсерина на поверхности субпопуляции тромбоцитов (т.н. сверхактивированные тромбоциты). Мембраны сверхактивированных тромбоцитов на порядки ускоряют реакции свертывания плазмы крови. На тромбоците существует несколько рецепторов к тромбину, два из которых – PAR1 и PAR4 – являются связанными с Gq-белками, и запускаемые ими сигнальные пути полностью совпадают. Целью настоящей работы является исследование роли сигналов от PAR1 и PAR4 с помощью математической модели активации тромбоцита тромбином с валидацией модели на экспериментальных данных. Построенная математическая модель состоит из 42 обыковенных дифференциальных уравнений, описывающих распространение активационного сигнала от плазматической мембраны тромбоцита в цитозоль, эндоплазматический ретикулум и митохондрии. Интегрирование модели проводилось в стохастическом приближении методом τ-leap. Для валидации модели были поставлены эксперименты по измерению динамики концентрации кальция и разделению на субпопуляции тромбоцитов (отмытые гель-фильтрованные клетки загружались краской Fura Red, метились флуоресцентно меченным аннексином V, активировались тромбином или SFLLRN (агонист PAR1) и анализировались на проточном цитометре в непрерывном режиме). В нашей предыдущей работе [1] было предсказано, что при активации тромбоцита только через PAR1 рецептор в цитозоле наблюдаются осцилляции концентрации кальция в течение 40-60 с, приводящие к повышению концентрации кальция в матриксе митохондрий и открытию митохондриальных пор в субпопуляции тромбоцитов. В настоящей работе мы показали, что доля тромбоцитов с открытой митохондриальной порой, предсказанная моделью, совпадает с долей сверхактивированных тромбоцитов, наблюдаемой в эксперименте при той же концентрации активатора. При активации тромбином через PAR1 и PAR4 рецепторы в цитозоле тромбоцита наблюдаются незатухающие осцилляции в течение десятков минут, однако при этом средняя концентрация кальция в популяции тромбоцитов снижается, как в модели, так и в эксперименте. Для активации тромбином доля сверхактивированных тромбоцитов, предсказанная моделью, также совпадает с экспериментальными данными. При теоретическом исследовании показано, что сигнал от PAR1 рецептора является определяющим для образования субпопуляций, в то время как сигнал от PAR4 рецептора в основном влияет на динамику ответа. Аналогичное влияние эти рецепторы имеют и на концентрацию кальция и инозитолтрифосфата в цитозоле. Таким образом, в результате работы показано, что несмотря на совпадение сигнальных путей от PAR1 и PAR4 рецепторов в тромбоците, их роли в активации различны, и только совместное действие этих рецепторов позволяет тромбоциту быстро активироваться и находиться в активированном состоянии достаточно долгое время. 1. Sveshnikova A.N., Ataullakhanov F.I. and Panteleev M.A./ Mol. BioSyst., 2015, 11, 1052-1060