Bernard-Soulier syndrome
Bernard-Soulier syndrome(BSS)は、出血時間の延長、大きな血小板、血小板減少を特徴とする遺伝性の、通常は常染色体劣性の、血小板出血異常症である(注1)。 1975年、NurdenとCaenは、BSS患者の血小板が主要な表面膜糖タンパク質複合体を欠いていることを報告し、2その後、糖タンパク質(GP)Ib-IX-V複合体の構成サブユニットであることが証明されました3,4。 本号では、GPIbα、GPIbβ、GPIXに原因変異を有する10家系のBSS患者13名について述べ、出血表現の重症度と遺伝子型との関連性を検討した。 von Willebrand Factor(VWF)との結合では、高せん断流速(>800)で損傷した血管の露出した血管内皮下または破裂したプラークへの血小板の最初の接触接着を仲介する6。GPIb-IX-V/VWF相互作用も深部静脈血栓症における重要なイベントである7。 GPIb-IX-V複合体は、4つのサブユニット、GPIbαと2つのGPIbαβサブユニット、GPIXとGPVがそれぞれ2:4:2:1の割合でジスルフィド結合しています(図1)8。それぞれのサブユニットは、24アミノ酸程度のロイシンに富む繰り返し配列、ジスルフィドループしたNおよびC端キャッピング配列、膜貫通配列および細胞質ドメインが1つまたはそれ以上含まれています。 GPIbαはまた、ムチン様ドメインを持ち、N-末端282残基の中に主要なリガンド結合ドメインが存在する。 VWFとの結合という主要な役割に加え、GPIbαのこのN-末端ドメインは、血栓症や炎症におけるマトリックスや他の細胞種と血小板の相互作用を仲介する複数のリガンドの主要な結合部位である(図1)。 他の接着リガンドとしては、活性化血小板や活性化内皮細胞に表面発現しているP-セレクチン9、白血球のインテグリンであるαMβ2(Mac-1またはCD11b/CD18とも呼ばれる)10がある。この二つの相互作用は、血小板と白血球由来の微粒子が関わるものを含めて、血栓症とそれに伴う炎症反応において血小板と白血球間のクロストークに基本的に関与している11。 GPIb-IX-V複合体は、血小板依存性凝固、特に内在性凝固経路を介する重要な受容体で、GPIbαのN末端ドメイン内に高分子量(HMW)キノーゲン、因子XIおよびXII、α-トロンビンに対する結合部位を持っています6。
GPIb-IX-Vは、血小板表面とアクチンフィラメントの膜下ネットワーク、血小板膜骨格をつなぐことによって、血小板形状維持の役割も担っている。 これはGPIbαの細胞質尾部の中央部分、特にPhe568とTrp570が関係しており、アクチン関連タンパク質であるフィラミンAとの結合部位を提供している6。 GPIb-IX-Vの細胞質面に直接あるいは結合パートナーを通して間接的に結合することが知られている他のタンパク質には、カルモジュリン、シグナル伝達集合タンパク質である14-3-3ζ、さらにPI 3-キナーゼ、TRAF4、Hic-5、NADPH oxidaseのp47サブユニット、Srcファミリーキナーゼ、Lyn、SykなどのGPIb-IX-V/VWF結合下流のシグナル伝播に関与すると考えられる他のタンパク質が含まれている6、12。 VWFがGPIb-IX-V複合体に結合すると、血小板インテグリンαIIbβ3(GPIIb-IIIa)の活性化、血小板凝集を引き起こすシグナルカスケードを開始します。 VWFは弱いアゴニストと考えられており、血小板を完全に活性化するには、トロンボキサンA2およびADP依存性のシグナル伝達経路を介したシグナルの増強が必要です15
Bernard-Soulier syndrome: phenotype
Bernard-Soulier syndrome は鼻出血、歯肉出血、皮膚出血および外傷後の出血歴によって臨床的に特徴づけられています。 女性では、重度の月経困難症を伴うこともある。 臨床症状としては、皮膚出血時間の延長、血小板減少症、末梢血塗抹標本での大きな血小板などがあり、そのため、BSSの症例は、さらなる臨床検査を受けない限り、しばしば特発性血小板減少性紫斑病(ITP)と誤診されることがある。 BSSの血小板は、GPIb-IX-V/VWF相互作用を評価するための臨床検査代替法として、リストセチン依存性血小板凝集能の欠損が特徴的です。 GPIb-IX-V複合体の構成サブユニットは、ごく稀な例外を除いて、フローサイトメトリーやSDS-ゲル分析、ウェスタンブロッティングでは非常に低レベルか検出不可能な状態で存在します。興味深い例外として、A156V変異を伴うBolzano変異型BSSでは(図2)、血小板に本来正常レベルのGPIb-IX-V複合体が発現しますが、機能障害を起こしVWFを結合できません19。 したがって、リストセチンによる血小板凝集の欠如またはGPIb-IX-Vの欠如または欠如に近い状態のいずれかまたは両方を、BSSの診断を確認するために用いるのが理想的である。Bernard-Soulier症候群に関連する(A)GPIbα、(B)GPIbβ、(C)GPIXの変異を成熟タンパク質構造にマッピングし、ミスセンス変異または短い欠失(緑)、早期停止につながるナンセンス変異(赤)、停止につながるフレームシフトを引き起こす変異(青)を示し、主にLanza16とBernard-Soulier症候群登録とウェブサイト(http://www.bernardsouli-er.org/)とその参照文献に基づいて作成した。 また、BSSにつながるGPIbβやGPIXのシグナル配列に変異が生じることもある。 GPIb-IXのN-末端282残基はGPIb-IX-Vの主要なリガンド結合ドメインを構成し、複数のリガンドに対して異なる、あるいは部分的に重複した相互作用部位を持つ。 VWF、トロンボスポンジン、P-セレクチン、αMβ2(Mac-1)、トロンビン、第XI因子、第XII因子、HMWキノゲンなど、複数のリガンドに対して明確な相互作用部位を持つ。 *常染色体優性遺伝。 **Savoiaらにより検出された変異5。
これらの異常に加えて、BSS血小板は、膜変形性の増加、高用量ではなく低用量のα-トロンビンに対する凝集反応の低下、血小板依存性凝固におけるトロンビン生成支持能力の低下(トロンビンへのプロトロンビン変換が少ない)1などの機能障害を示しますが、同数の健常人の血小板に比してコラーゲンやADPなどのその他の血小板作動薬に対する血小板凝集反応は正常であるといわれています。 BSS血小板のこれらの表現型の違いの大部分は、GPIb-IX-V複合体の既知の機能という観点から説明することができます。 リストセチンによる血小板凝集能が極めて低い、あるいは無いのは、GPIb-IX-V複合体、すなわちGPIbα上のVWF結合部位が無いためであり、一方、皮膚出血時間の延長は、この欠陥と低血小板数およびトロンビン産生の減少との組み合わせによるものと推定される。 BSSマウス(GPIbαノックアウト)の大血小板欠損と血小板数減少は、α-IX-V複合体の発現によりほぼ回復することから、BSSの大血小板と血小板数減少は、GPIbαとGPIb-IX-V複合体を血小板膜骨格に結合するフィラミンA結合部位がないためと推定された。GPIbのサブユニットでは、細胞質外の配列のほとんどが、ヒトのインターロイキン4受容体のα-サブユニットの単離ドメインで置き換えられているが、細胞質内の配列は正常である。20 また、GPIbαとフィラミンとの正常な相互作用がないことも、BSS血小板で見られる膜変形性の増大の原因であるようだ21。 BSS血小板のα-トロンビンに対する反応が低いことは、α-トロンビンのGPIbαへの結合が、血小板トロンビン受容体PAR-1を介して血小板を活性化する能力を高めるという証拠と一致する6,22。最後に、BSS血小板のトロンビン生成能力の低下は、GPIb-IX-V複合体が、第XI因子およびXII因子に対する血小板結合サイトを提供し、血小板活性化の内在経路を促進する役割と一致している6.
Bernard-Soulier syndrome: genotype
GPIbα, GPIbβ, GPIXにおける多数の変異が現在Bernard-Soulier症候群の原因として報告されている(図2)16。これらはミスセンス変異、短い欠損、早発停止コドンによる無意味変異、早発翻訳停止コドンによるフレームシフト変異を含んでいる。 GPVにはBSSの原因となる変異は報告されておらず、GPIb-IX-V複合体の他のサブユニットの発現にGPVの発現が必要でないことと一致している6、17、18
Does Bernard-Soulier syndrome genotype correlated with the severity of bleeding?
本号でSavoiaらはBSS遺伝子型と出血重症度に関連があるかという興味深い問題への対応を開始している5。 マウスを用いた研究では、遺伝子を欠損させたマウスの遺伝的背景によって表現型が異なることがしばしば示されており、止血に影響を及ぼす他の遺伝子の違いが、BSS患者の出血傾向に見られる著しいばらつきに寄与していることは間違いないだろう1,5。 GPIbαは、VWF、トロンボスポンジン、P-セレクチン、αMβ2(Mac-1)、トロンビン、第XI因子、第XII因子、HMWキニノーゲンなどの止血に関わる複数のリガンドと結合していることから、GPIbα発現量と完全欠如、あるいは正常GPIbαとN末GPIbαリガンド結合領域に機能変異を有する低レベルGPIbαの差によって、その差が生じる可能性は予測されるところではあるが、その差は、GPIbαの発現量が低い場合には、その差の1/2程度であり、また、正常な発現量に近い場合には、その差の2/3である。 Savoiaの論文5では、BSS患者のほとんどが特定の遺伝子型の一例であるため、遺伝子型と出血の表現型との関係を総合的に評価することは不可能である。 しかし、GPIXのCys8(C8RまたはC8W)に変異を有する3家系のBSS患者5名が含まれており、いずれも出血の表現型は軽度であった。 一方、スイスの大家族を対象とした遺伝子型/表現型に関する先行研究では、GPIXのN45S変異をホモ接合体で持つBSS患者4人は、出血リスクが変動することが判明した23。 BSSの遺伝子型が実際に出血の表現型の重症度に違いをもたらすかどうかについては、おそらくBSSのマウスを用いたより詳細な遺伝子研究およびBSS患者の大規模コホート研究を待つことになるであろう。 また、国際血栓止血学会の次期理事長でもある。 血栓止血と血管生物学の分野で280以上の論文を発表している。 ロバート・アンドリュースは現在、オーストラリア血液疾患センター(ACBD)、モナシュ大学アルフレッド医療研究教育地区(AMREP)(オーストラリア、メルボルン)の准教授で、血管生物学研究室の責任者である。 血小板受容体、蛇毒、創薬標的、臨床的欠陥に関する120以上の論文を発表し、国内外のEditorial Boardsや諮問委員会のメンバーとして活躍している。 謝辞:著者らは、アイルランド科学財団およびオーストラリア国立保健医療研究評議会からの支援に感謝する。