扫描电镜揭秘最隐蔽的杀手——血栓

虽然斑马鱼名字很霸气，事实上，斑马鱼成年后体长也仅在 3-4cm 之间，仅仅算得上微型鱼。

斑马鱼之所以是最常见的观赏鱼，不仅因为它长得漂亮，也因为它生命力顽强。

大家可以在很多精品店或者花店的生态瓶里见到，一个小玻璃瓶，放点五颜六色的沙子和假水草，没有过滤器，没有氧气泵，没有加热棒，没有定期的喂食，甚至也不怎么换水，就能见到这些顽强的小鱼儿一直游动着。

那斑马鱼与血液学研究有什么关系呢？事实上，斑马鱼在受到“宠物杀手“喜爱的同时，也成为全球生命科学研究的新宠。

因其基因和人类相似度达到 87%，斑马鱼有着“水中小白鼠”之称。与小白鼠相比，斑马鱼的繁殖力强、发育迅速、胚胎透明、体外受精、体外发育等生物学特征，在药物筛选，损伤修复，再生组织研究，肿瘤和心血管疾病等领域研究中发挥了重要作用（虽然科学家们不愿意承认，但或许好养活是科学家选择它的主要原因）。

近 20 年来，以斑马鱼为实验材料的研究发展迅速，研究总量扩展近 20 倍，斑马鱼已成为生命科学研究中仅次于小鼠的第二大脊椎模式动物。

斑马鱼对于科研人员有多重要，我们看下面两个新闻：

斑马鱼止血系统与人类相似，拥有凝血因子、血小板受体，并对临床应用的抗凝血和抗血栓药物具有很好的反应，适合于血栓形成机制和治疗药物的评价。

因此，斑马鱼被为公认为是研究人类止血和血栓形成的良好模型。在血液学研究中，斑马鱼也被广泛用于血栓形成研究以及抗血栓药物筛选。

上：纤维蛋白包裹红细胞与血小板形成血栓示意图

下：血管内壁血栓扫描电镜图

为了建立研究凝血酶生成与纤维蛋白形成之间的关系，Schurgers 等人通过飞纳台式扫描电子显微镜对斑马鱼和人类凝血块与其中血纤维蛋白超微网状结构进行可视化分析与对比。

图 A 与图 B 分别为不同倍数下的斑马鱼与人血块扫描电镜照片。与人类手指刺血血块图像（图B）相比，斑马鱼血块图像（图A）显示出其纤维蛋白网络更为密集。由自然选择可知，水中的斑马鱼如果想要生存下来，需要具有更强的伤口愈合能力，所以其纤维网络需要更为密集，以便更好地将红细胞血小板包覆起来。

为了进一步验证推测，科研人员在人血样品中添加促凝组织因子，通过扫描电镜（SEM）图像可以看出，人血+组织因子样品（图C）纤维蛋白更细，孔径更加致密，更接近斑马鱼的纤维蛋白形态。

至此，我们得出第两个结论：

一、虽然斑马鱼的凝血模型系统与人类的凝血系统很大程度上可以类比，但扫描电镜（SEM）成像分辨出的斑马鱼的纤维蛋白网络致密性明显大于人类。

二、凝血酶可以提高纤维蛋白网络致密性，可以更加紧密包裹住红细胞和血小板，起到增强凝血作用。

婴儿和儿童的血栓形成率低于成人，这背后的机制又是什么呢？在另一个工作中，Ignjatovic 等人使用飞纳台式扫描电镜 Phenom Pro 和配套的纤维分析测量系统 Phenom FiberMetric 与孔径分析测量系统 Phenom PoroMetric，对婴幼儿和成人的纤维蛋白网络的微观结构进行统计表征。

图 A 成人纤维蛋白网络 图 B 婴儿（<1岁）纤维蛋白网络

使用纤维分析测量系统对纤维蛋白直径进行分析

纤维分析测量系统与孔径分析测量系统统计结

血栓一般分为动脉血栓和静脉血栓。

动脉血栓的最常见原因，就是动脉粥样硬化，动脉粥样硬化加重，斑块形成，斑块破裂就会形成血栓。

在止血和血栓研究中，纤维蛋白原，纤维蛋白，凝血酶，抗凝血酶，纤溶酶原是重要研究内容。划重点，这几个词很像很，但是他们的相互关系是这样的：

1. 纤维蛋白原，亦称为第一因子、纤维素原。纤维蛋白原是一种重要的蛋白质，溶解于血浆中。正常范围内的纤维蛋白原是人类的守护神，起到了止血的重要作用。【纤维蛋白原是体检血流变检查重要指标之一】

2. 凝血酶+纤维蛋白原=纤维蛋白，纤维蛋白多聚体为纤维网状结构。凝血酶作用于血纤维蛋白原时，在游离出血纤维蛋白肽 A 和 B 后而残留下来的蛋白质多聚体形成纤维网状结构。这时，纤维蛋白原多聚体已经变成了不溶体。

3. 纤维蛋白+（红细胞+血小板）=血饼（吃货注意，是血液凝块，不是雪饼）。当血管受损后，人体内一系列的凝血因子被激活，这一过程被称为凝血瀑布，纤维蛋白是一张网，可以网住红细胞，血小板等，最终形成血饼，起到止血的作用。比如胳膊划破了，凝血系统就开始启动，纤维蛋白开始形成，将红细胞和血小板牢牢糊在伤口上，堵住伤口，防止失血。

4. 一阴一阳之谓道，造物主总是这么神奇，人体内任何生理反应，总是有促进它的，也有抑制的因素，血栓形成也概莫能外。对抗凝血的力量包括抗凝和纤维蛋白溶解两个方面。与凝血酶阴阳相对的物质是抗凝血酶，在血管受损形成血饼后，人体开始大量释放抗凝血酶，与凝血酶结合形成复合物，从而使凝血酶失活，防止过度凝血或出现血栓。在正常情况下，凝血系统与抗凝血系统两者保持动态平衡，从而维持血液在血管内的正常流动。大家也许注意到了，在流血停止后，血块也就不再继续长大了，这就是抗凝系统在起作用。除此之外，人体血液循环内存在一定浓度纤溶酶原。平时，纤溶酶原只在血液中巡逻。一旦血栓形成，它便大展身手，与纤维蛋白凝块相遇后它被激活为纤溶酶，能将纤维蛋白从内向外溶解开。

5. 但是，一旦因某种原因破坏了这种平衡，凝血系统作用增强，血液会凝固成“血栓”，在血管内筑上一道“河坝”，使血管“河道”“梗阻”。