Vol.2 エキスパート版 血液凝固制御の基本を理解する

抗凝固作用：血液凝固反応は、プロテアーゼ前駆体である凝固因子を上流の活性型凝固因子（セリンプロテアーゼ）が活性化するセリンプロテアーゼ反応です。アンチトロンビンは、セリンプロテアーゼを阻害する セリンプロテアーゼインヒビター（セルピン、SERPIN） SERPIN：serine protease inhibitor
セルピン。アンチトロンビンやC1インビビターなどのセリンプロテアーゼインヒビターの略で、セリンプロテアーゼによる活性化反応系を制御する。 であり、FIIa（トロンビン）に加えてFVIIa（正確にはTF/FVIIa 複合体）、FIXa、FXa、FXIa、FXIIaを阻害します。トロンビン産生に至る内因系、外因系、そして共通凝固反応経路を制御することに注目してください。FXIIaはプラスミノゲンをプラスミンに変換し、加えてカリクレイン/キニン経路を活性化して炎症反応と血管透過性亢進、プラスミン産生作用をもつブラジキニンを産生します。アンチトロンビンはFXIIaとカリクレインを阻害してこれらの炎症反応と線溶反応を制御します。

抗炎症反応：トロンビンは細胞の PAR1/PAR4 PAR：protease-activated receptor
プロテアーゼ活性化受容体。トロンビン等の受容体でありPAR1～4がクローニングされている。 に作用し様々な反応を起こします。（1）血小板の活性化・凝集反応、（2）白血球（単球・好中球）、血管内皮細胞の炎症性サイトカイン（TNF-α、IL-1β）の発現誘導、（3）血管内皮細胞のケモカイン産生（IL-8、 MCP-1 MCP-1：monocyte chemotactic protein 1
単球走化性促進因子。ケモカインの一種。 ）、P-セレクチンの血管内露出、E-セレクチンおよび免疫グロブリンスーパーファミリー（ ICAM-1 ICAM-1：intercellular adhesion molecule-1
細胞接着分子-1。免疫グロブリンスーパーファミリーに属するグリコプロテイン。 、 VCAM-1 VCAM-1：vascular cell adhesion molecule-1
血管細胞接着分子-1。免疫グロブリンスーパーファミリーに属するグリコプロテイン。 、 PECAM-1 PECAM-1：platelet endothelial cell adhesion molecule-1
血小板内皮細胞接着分子。免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞表面レセプター。 ）の発現誘導による白血球の回転・膠着・接着・血管外遊走ですが、アンチトロビンはトロンビンに結合阻害し、PARsを介したこれらの炎症反応と血小板・白血球活性化を制御します。
シンデカン4はアンチトロンビン受容体として機能し、血管内皮細胞に加えて好中球・単球にも発現しています。アンチトロンビンは血管内皮細胞シンデカン4に作用してPGI2を産生し、PGI2は白血球・血管内皮細胞の炎症性サイトカイン・ケモカイン（TNF-α、IL-1β、IL-8、MCP-1）発現を制御し抗炎症作用を発揮します。さらにPGI2は血小板凝集を制御し、好中球の血管内皮細胞への接着過程と活性酸素種放出も抑制します。アンチトロンビンは、 ヒストン ヒストン：histones
DNAを巻き付けてヌクレオソームを形成する。ヌクレオソームが集合しクロマチンを形成し核内にDNAをコンパクトに収納している。 によるグリコカリックス分解・脱落を保護する作用ももっています。好中球はアンチトロンビン受容体 CLEC1A CLEC1A：C-type lectin family 1A
C型レクチンドメインファミリー1メンバーA。好中球に発現するアンチトロンビンの特異的受容体。 を発現し、CLEC1Aに結合したアンチトロンビンは好中球形態を維持し活性酸素種産生を抑制し、抗炎症作用を発揮します。単球はアンチトロンビン受容体CD13、CD300f、 LRP1 LRP-1：lipoprotein receptor-related protein 1
低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質-1。組織型プラスミノゲンアクチベータ（t-PA）受容体として働く。 を発現し、その情報伝達経路は転写因子 NFκB NFκB：nuclear factor κB
生体侵襲に応答してサイトカイン等の遺伝子発現を制御する転写因子。 、 AP-1 AP-1：activator protein-1
生体侵襲に応答してサイトカイン等の遺伝子発現を制御する転写因子。 、 IRF3 IRF3：interferon-regulatory factor-3
インターフェロン制御因子。Toll様受容体（TLR）細胞内情報伝達機構。 を介していますが、アンチトロンビン（特にβアイソフォーム）はこれら受容体に作用し、炎症性サイトカイン・ケモカイン発現を制御（IL-6、IL-8、 MIP1α MIP-1α：macrophage inflammatory protein 1α
マクロファージ炎症性タンパク質。ケモカインの一種。 ）して炎症反応を抑制します。

抗補体作用：アンチトロンビンはC1s、 MASP1とMASP2 MASP：MBL-associated serine protease
MBL関連セリンプロテアーゼ。マンノース結合レクチン（MBL）とともに複合体を形成する。 に作用して、おのおの補体の古典経路とレクチン経路反応を直接抑制します。逆にFXIIaはC1rへ、トロンビン/FIXa/FXa/FXIa、カリクレインは C3へ、トロンビン/FIXa/FXa/FXIa、カリクレインはC5へ作用して補体経路反応を促進し、最終的 MAC MAC：membrane attack complex
膜傷害複合体。補体C5b-C9で構成される。 が産生されます。C3a、C5a、MACは炎症反応および血小板凝集・凝固反応亢進、そして血管内皮細胞傷害を起こしますが、アンチトロンビンは上述の凝固因子とカリクレインを阻害して補体経路反応を間接的に制御しています。

抗微生物作用：アンチトロンビンは 抗菌ペプチド（AMP） AMP：antimicrobial peptide
抗菌ペプチド。 を構成成分に含む可能性が指摘されていますが、アンチトロンビンによる細菌細胞膜の直接破壊・溶菌作用、さらに LPS LPS：lipopolysaccharide
リポ多糖。グラム陰性菌外膜構成因子でpattern-associated molecular patterns（PAMPs）として作用する。 に結合して作用を中和する作用が確認されています。また、ウイルスの複製過程の抑制、あるいは、そのグリコサミノグリカン接着と細胞内侵入を防ぐことで抗ウイルス作用をもつ可能性が指摘されています。

抗凝固作用：トロンボモジュリンEGF様ドメイン5、6に結合したトロンビンは、トロンボモジュリンに隣接する EPCR EPCR：endothelial protein C receptor
血管内皮細胞プロテインC受容体。 に結合したPCを限定分解・活性化してAPCが生じます。トロンビンのPC活性化作用はトロンボモジュリンと結合することで、1,000倍以上に亢進します。APCは PS PS：protein S
プロテインS。APCはPSを補酵素としてFVa、FVIIIaを分解不活化する。 と結合してFVaとFVIIIaを限定分解・失活してトロンビン産生を抑制することで抗凝固作用を発揮します。PSは補体経路のC4bBPとも結合しますが、補体経路活性化に伴い増加したC4bBPがPSと結合すると活性をもつ遊離PSが減少し、APCの抗凝固作用が減弱します。PC/APC変換はセリンプロテアーゼ反応であり、APCを阻害するSERPINが PCI PCI：protein C inhibitor
活性型PC（APC）を阻害するセリンプロテアーゼインヒビター（セルピン）。 です。トロンビンはD3(CS)ドメインのコンドロイチン硫酸にも結合しますが、この結合トロンビンはアンチトロンビンにより速やかに失活します。

抗線溶作用：APCはPAI-1を切断・不活化する作用がありますが、血中PAI-1の大部分はビトロネクチンと複合体を形成しているために、APCのPAI-1不活化は抑制されます。つまり、トロンボモジュリンの線溶促進作用は生体内では機能しないと考えられます。逆にトロンボモジュリンはTAFIを介して線溶抑制に働きます。トロンボモジュリンに結合したトロンビンはTAFIを活性化してTAFIaとし、TAFIaはフィブリンのプラスミノゲンおよびt-PA結合部位であるリジン残基を限定分解します。この結果フィブリン上でのt-PAによるプラスミノゲン/プラスミン変換が抑制されてトロンボモジュリンの抗線溶作用がトロンビン依存性に機能します。

抗炎症作用：TAFIaはカリクレイン/キニン系のブラジキニンを不活化して、その線溶および炎症反応を制御し、さらに補体経路のアナフィラトキシンC3aとC5a作用を制御し、これらによる様々な炎症反応を抑制します。レクチン様ドメインはC型レクチン様構造をもち、LPSおよびヒストン、そして HMGB1 HMGB1：high-mobility group box-1
細胞核内に存在するdamage-associated molecular pattern（DAMPs）で、終末糖化産物受容体（RAGE）を受容体とする。 に結合しておのおのの受容体 TLR4 TLR：toll-like receptor
パターン認識受容体であり、病原体関連分子パターン（PAMPs）/傷害関連分子パターン（DAMPs）を認識する。 、 RAGE RAGE：HMGB1-receptor for advanced glycation end products
終末糖化産物受容体。HGMB1を認識するPRR（パターン認識受容体）。 への作用を制御して炎症反応を抑制します。レクチン様ドメインは、Pセレクチンの血管内露出、Eセレクチン・ICAM1・VCAM1の発現を制御して白血球の血管内皮細胞への接着過程に作用し白血球活性化に伴う炎症反応も制御しています。

トロンビンはPAR1を介して多彩な炎症反応を引き起こしますが、APCは白血球（単球・好中球）のEPCRおよびPAR1に直接作用して各種炎症性遺伝子発現を制御します。なお、トロンビンとAPCのPAR1作用部位が異なることに注意してください。APCは白血球の プロテイナーゼ3（PR3） PR3：proteinase 3
単球・好中球に発現しsEPCRが結合する。APCの抗炎症作用に関与する。 に結合した可溶性EPCR(sEPCR)に結合しMAC-1発現を阻害して白血球・血管内細胞接着を抑制しますが、好中球のEPCR、MAC-1、PAR3依存性にAPCが NETs NETs：neutrophil extracellular traps
好中球細胞外トラップ。DNA、ヒストンで構成され、好中球エラスターゼなどが付着するクロマチン網。 放出を制御する作用も確認されています。

さらに、FVa、FVIIIaの分解・失活によりトロンビン産生を制御し、トロンビンのPAR1を介した炎症反応を間接的に制御します。血管内皮細胞EPCRに結合したAPCにより活性化したPAR1はスフィンゴシンキナーゼ1（SphK1）の発現を誘導し、スフィンゴシンから産生された スフィンゴシン1-リン酸（S1P） S1P：sphingosine-1-phosphate
スフィンゴシン1リン酸。APCの抗炎症作用に関与する。 が 1型スフィンゴシン1リン酸受容体（S1P1） S1P1：sphingosine-1-phosphate type1 receptor
1型スフィンゴシン1リン酸受容体。APCの抗炎症作用に関与する。 へ作用します。APCはS1P/S1Pを介して血管内皮細胞保護機能をもつことが知られています。以上から、APCは様々な機序を介して白血球と血管内皮細胞に作用し炎症反応抑制と細胞保護作用を発現していることが理解できます。

TFPIは凝固初期段階を阻害するKunitz-typeのSERPINで、主に血管内皮細胞で産生され、血管内皮細胞および同細胞下組織、グリコカリックス、血漿、血小板、単球/マクロファージなどに存在しています。TFPIα、TFPIβ、TFPIδの3つのアイソフォームが知られ、TFPIαはN末端の酸性領域に続いてK1、K2、K3の3つのKunitzドメインをもち、その後塩基性アミノ酸領域がありC末端となります。TFPIβはK3を欠き、C末端には血管内皮細胞表面のGPIへの結合部位を有しています。TFPIδの生理的意義は不明です。
TFPIαは血管内皮細胞傷害に伴いTFとともに血管内に露出してTFによる凝固反応を制御します。血管内でTFPIαはK3と塩基性領域でグリコカリックスのプロテオグリカン（シンデカン-3、シンデカン-4、グリピカン-3）に結合しており、ヘパリン投与、高ずり応力などで血中に流出します。血漿中TFPIαはK3がPSへ、塩基性領域が FV FV（FVa、FVa-B）：coagulation factor V（activated FV、FVa-B domain）
凝固第V因子（活性型FV、FVa-Bドメイン）。 のBドメイン(FV-B)と結合した可溶性TFPIαとして血中を循環し、その10%は遊離型ですが、残りは LDL LDL：low density lipoprotein
低比重リポタンパク質。 と結合しています。TFPIβはGPI結合部位で血管内皮細胞GPIに結合して常時存在しますが、その発現は血管内皮細胞上に限局しています。以上から、常時発現するTFPIβは凝固系の恒常性維持に、TFPIαは侵襲時の凝固反応亢進制御に機能していると想定され、可溶性TFPIの抗凝固能は弱いのですが、侵襲局所から逸脱するトロンビンを制御している可能性があります。

Vol.1-図1で詳述したように、TF/FVIIa複合体は、FXとFIXを活性化し、生じたFXaとFIXaはおのおのTF/FVIIa/FXa三者複合体とFVIIIa/FIXaテナーゼ複合体を形成し、続いてFVa/FXaプロトロンビナーゼ複合体がプロトロンビンからトロンビン（バースト）を産生します。TFPIαは、この反応の初期段階でK3がプロテオグリカンに結合した状態で、最初にK2がFXaに結合阻害し、その後K1がTF/FVIIa複合体を阻害しますが（FXa依存性二段階阻害）、この阻害反応はプロテオグリカンに付着しているK3にPSが結合することで促進されます。さらに、プロトロンビナーゼ複合体形成初期にK2がFXaに結合し、K3とC末端塩基性領域がおのおのPS、FVa-Bと結合してプロトロンビナーゼ複合体（FVa/FXa）を阻害します。GPIで血管内皮細胞に結合したTFPIβは同細胞上でTF/FVIIaとFXaを結合阻害してトロンビン産生を制御します。
TF/FVIIaとTF/FVIIa/FXaはPAR1/2を活性化しますから、TFPIによるTF/FVIIa/FXa阻害に伴いPAR1/2を介した炎症反応の制御が想定されますが、その詳細は明らかになっていません。しかし、TFPIはレクチン経路のMASP1、MASP2を阻害し、レクチンおよび古典経路で形成されるC2、C4を阻害することで、補体経路反応を介する炎症反応を制御しています。