肝素钠Heparin实现动物实验高效抗凝与抗炎的机制及应用案例
2025-06-19 来源:本站 点击次数:79Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）是一种复杂的糖胺聚糖，广泛存在于哺乳动物的组织中，尤其是肝脏和肺部。Heparin具有丰富的生物学功能，可用于抗炎、抑制凝血因子、抑制铁调素表达、动物模型研究。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。
一、Heparin的结构与功能
1.Heparin（肝素）的结构
Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）属于糖胺聚糖家族，是一类复杂的生物大分子。其基本组成单元是由重复的二糖单位构成，这些二糖单位通常包含一个己糖胺（如 D - 葡萄糖胺）和一个糖醛酸（如 L-艾杜糖醛酸或D-葡萄糖醛酸）。在Heparin的结构中，最为普遍的是磺酸化修饰，这种修饰赋予了Heparin强烈的负电性。
图 1. （A）Heparin中重复的二元结构和（B）Heparin的五糖序列
2.Heparin（肝素）抑制凝血因子
Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）是一种动物实验广泛使用的可注射抗凝血剂，常用于实验动物血液采集和血浆制备，其原理是基于 Heparin 的磺酸基团与 AT-III 分子表面相应氨基酸残基之间精确的静电相互作用和结合。这种结合能够诱导 AT-III 构象发生变化，极大地增强其对凝血酶等凝血因子的抑制活性，从而发挥抗凝血功能。
3.Heparin（肝素）具有抗炎作用
Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）在炎症反应中也表现出显著的抑制作用。研究表明，Heparin能够通过阻断高迁移率族蛋白B1（HMGB1）与巨噬细胞表面的结合，抑制由脂多糖（LPS）和HMGB1诱导的炎症反应[1]。此外，Heparin还能抑制caspase-11依赖的炎症反应[1]。
4.Heparin（肝素）对铁调素的抑制作用
Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）还被发现具有抑制铁调素（hepcidin）表达的活性。铁调素是一种调节全身铁代谢的关键激素，其表达主要由骨形态发生蛋白（BMPs）调控。Heparin通过抑制BMPs激活的SMAD1/5/8蛋白磷酸化，从而抑制铁调素的表达。这种抑制作用在体外细胞实验和体内小鼠模型中均得到了证实[2]。
5.Heparin（肝素）用于动物模型研究
在动物模型中，Heparin的抗凝特性被用于研究血栓形成模型或抗凝功能缺陷模型[3]。例如，在兔静脉血栓模型和小鼠颈动脉血栓模型中，Heparin被证明可以显著减少血栓形成，即使在抗凝血酶活性较低的情况下[3, 4]。这些研究均表明Heparin在动物模型中可用于探究血栓形成和抗凝机制。Heparin还可以用于构建小鼠肠外营养模型。例如，在一项研究中，通过颈静脉插管的方式，将含有Heparin的肠外营养液（PN）输注到小鼠体内[5]。Heparin在上述模型中的主要作用是防止导管内血栓形成，从而确保导管的通畅性。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
二、范例详解
1.Int J Biol Macromol. 2023 Dec 31;253(Pt 6):127352.
江苏大学的科研人员在上述文章中研究了糖胺聚糖（Glycosaminoglycans, GAGs），特别是肝素硫酸（Heparan Sulfate, HS）和软骨素硫酸（Chondroitin Sulfate, CS），在家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus, BmNPV）感染过程中的作用。研究发现，这些糖胺聚糖是BmNPV感染和复制的重要附着因子，其存在与否直接影响病毒的感染效率。上述论文的Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）由AbMole提供[6]。
图 2. 外源性Heparin对BmNPV感染的中和作用[6]
2.Int J Nanomedicine. 2020 Aug 28;15:6519-6529.
广州医科大学、中山大学的研究者们在上述论文中探究了碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQDs）在体外和体内环境中的生物相容性和生物相互作用，特别是其在光学成像中的应用。在动物实验中，实验人员采集了小鼠眼球血进行了中性粒细胞ROS水平、外周血中CD标志物表达等指标的分析，在取血过程中，使用了AbMole的Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）作为抗凝剂。
图 3. 小鼠眼球取血后，评估量子点的生物相容性[7]
参考文献及鸣谢
[1] Y. Song, Y. Wu, F. Ding, S. Li, Y. Shen, B. Yang, X. Tang, L. Ren, L. Deng, X. Jin, Y. Yan, The Preventive and Therapeutic Effects of Acute and Severe Inflammatory Disorders with Heparin and Heparinoid, Biomolecules 14(9) (2024).
[2] M. Poli, M. Asperti, P. Ruzzenenti, A. Naggi, P. Arosio, Non-Anticoagulant Heparins Are Hepcidin Antagonists for the Treatment of Anemia, Molecules 22(4) (2017).
[3] S.A. Mousa, In Vivo or Ex Vivo Models for Testing Thrombosis and Hemostasis, Drug Discovery and Evaluation: Pharmacological Assays2015, pp. 1-43.
[4] S. Momi, M. Nasimi, M. Colucci, G.G. Nenci, P. Gresele, Low molecular weight heparins prevent thrombin-induced thrombo-embolism in mice despite low anti-thrombin activity. Evidence that the inhibition of feed-back activation of thrombin generation confers safety advantages over direct thrombin inhibition, Haematologica 86(3) (2001) 297-302.
[5] L. Zhan, I. Yang, B. Kong, J. Shen, L. Gorczyca, N. Memon, B.T. Buckley, G.L. Guo, Dysregulation of bile acid homeostasis in parenteral nutrition mouse model, Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 310(2) (2016) G93-g102.
[6] W. Zhou, J. Hong, J. Han, F. Cai, Q. Tang, Q. Yu, G. Li, S. Ma, X. Liu, S. Huo, K. Chen, F. Zhu, Silkworm glycosaminoglycans bind to Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus and facilitate its entry, Int J Biol Macromol 253(Pt 6) (2023) 127352.
[7] X. Tian, A. Zeng, Z. Liu, C. Zheng, Y. Wei, P. Yang, M. Zhang, F. Yang, F. Xie, Carbon Quantum Dots: In vitro and in vivo Studies on Biocompatibility and Biointeractions for Optical Imaging, Int J Nanomedicine 15 (2020) 6519-6529.
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