โปรค | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ตัวระบุ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
นามแฝง | PROC , APC, PC, PROC1, THPH3, THPH4, โปรตีน C, ตัวยับยั้งปัจจัยการแข็งตัวของเลือด Va และ VIIIa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
รหัสภายนอก | โอมิม : 612283; เอ็มจีไอ : 97771; โฮโมโลยีน : 37288; GeneCards : PROC; OMA :PROC - ออร์โธล็อก | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
วิกิเดตา | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
โปรตีน Cหรือที่เรียกว่าออโตโปรทรอมบิน IIAและแฟกเตอร์การแข็งตัวของเลือด XIV [ 5] : 6822 [6]เป็นไซโมเจนนั่นคือเอนไซม์ที่ไม่ทำงาน รูปแบบที่ถูกกระตุ้นมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการแข็งตัวของเลือดการอักเสบและ การ ตายของเซลล์และรักษาการซึมผ่านของผนังหลอดเลือดในมนุษย์และสัตว์อื่นๆโปรตีน C ที่กระตุ้นแล้ว ( APC ) ดำเนินการเหล่านี้โดยหลักแล้วโดยการทำให้โปรตีนFactor V aและFactor VIII a ไม่ทำงาน APC จัดอยู่ในประเภทซีรีนโปรตีเอสเนื่องจากมีซีรีนตกค้างอยู่ในบริเวณที่ทำงาน [ 7] : 35 ในมนุษย์ โปรตีน C ถูกเข้ารหัสโดยยีนPROCซึ่งพบได้ในโครโมโซม 2 [8 ]
รูปแบบไซโมเจนิกของโปรตีนซีเป็นไกลโคโปรตีนที่ขึ้นอยู่กับวิตามินเคซึ่งหมุนเวียนอยู่ในพลาสมาของเลือดโครงสร้างของมันคือโพลีเปปไทด์สองสายที่ประกอบด้วยสายเบาและสายหนักที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไดซัลไฟด์ [ 8] : 4673 ไซโมเจนิกของโปรตีนซีจะถูกกระตุ้นเมื่อมันจับกับทรอมบินซึ่งเป็นโปรตีนอีกชนิดหนึ่งที่มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากในการแข็งตัวของเลือด และการกระตุ้นโปรตีนซีจะได้รับการส่งเสริมอย่างมากจากการมีอยู่ของ ตัวรับธรอม โบโมดูลินและโปรตีนซีของเอนโดทีเลียม (EPCR) เนื่องจากบทบาทของ EPCR โปรตีนซีที่ถูกกระตุ้นจึงพบได้ในบริเวณใกล้กับเซลล์เอนโดทีเลียมเป็นหลัก (กล่าวคือ เซลล์ที่ประกอบเป็นผนังของหลอดเลือด) และเซลล์และเม็ดเลือด ขาวเหล่านี้ (เซลล์เม็ดเลือดขาว) ได้รับผลกระทบ APC [7] : 34 [9] : 3162 เนื่องจากโปรตีนซีมีบทบาทสำคัญในการต้านการแข็งตัวของเลือดผู้ที่มีโปรตีนซีไม่เพียงพอ หรือมีความต้านทานต่อ APC ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง จะมีความเสี่ยงในการเกิดลิ่มเลือดที่เป็นอันตราย ( ภาวะลิ่มเลือด ) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
งานวิจัยเกี่ยวกับการใช้ทางคลินิก ของโปรตีน C ของมนุษย์ในรูปแบบ รีคอมบิแนนท์ (rhAPC) ที่รู้จักกันในชื่อDrotrecogin alfa-activatedซึ่งมีชื่อทางการค้าว่า Xigris โดยบริษัท Eli Lilly and Companyนั้นมีความขัดแย้งกันอย่างมาก บริษัท Eli Lilly ได้จัดทำแคมเปญการตลาดที่เข้มข้นเพื่อส่งเสริมการใช้ในผู้ป่วยที่เป็นโรคติดเชื้อในกระแสเลือด รุนแรง และภาวะช็อกจากการติดเชื้อ และได้สนับสนุนแนวทางการรณรงค์ Surviving Sepsis ประจำปี 2004 [10]อย่างไรก็ตามการทบทวน Cochrane ประจำปี 2012 พบว่าไม่แนะนำให้ใช้ยานี้ เนื่องจากยาไม่ได้ช่วยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตและเพิ่มความเสี่ยงต่อการมีเลือดออก[11]ในเดือนตุลาคม 2011 บริษัท Eli Lilly ได้ถอน Xigris ออกจากตลาดเนื่องจากพบว่ามีอัตราการเสียชีวิตที่สูงขึ้นในผู้ใหญ่[12]
บทบาท ของโปรตีนซีในการต้านการแข็งตัวของเลือดในร่างกายมนุษย์ถูกบันทึกครั้งแรกโดย Seegers et al.ในปี 1960 [13]ซึ่งตั้งชื่อเดิมของโปรตีนซี ว่า ออโตโพรทรอมบิน II-a [ 5] : 6822 โปรตีนซีถูกแยกครั้งแรกโดยJohan Stenfloจากพลาสมาของวัว ในปี 1976 และ Stenflo ระบุว่าเป็น โปรตีนที่ต้องอาศัย วิตามินเค[14]เขาตั้งชื่อมันว่าโปรตีนซีเนื่องจากเป็นโปรตีนตัวที่สาม ("พีคซี") ที่ถูกชะออกมาจากโครมาโทกราฟีแลกเปลี่ยนไอออนDEAE-Sepharoseในเวลานั้น Seegers กำลังค้นหาปัจจัยการแข็งตัวของเลือดที่ขึ้นอยู่กับวิตามินเคที่ตรวจไม่พบโดยการทดสอบการแข็งตัวของเลือดซึ่งวัดฟังก์ชันการแข็งตัวของเลือดทั่วโลก ไม่นานหลังจากนั้น Seegers ก็ตระหนักว่าการค้นพบของ Stenflo นั้นเหมือนกับการค้นพบของเขาเอง[5] : 6822 โปรตีน C ที่เปิดใช้งานถูกค้นพบในภายหลังในปีนั้น[15]และในปี 1977 ได้รับการยอมรับเป็นครั้งแรกว่า APC ทำให้ Factor V a ไม่ทำงาน[ 16 ] : 2382 [17]ในปี 1980 Vehar และ Davie ค้นพบว่า APC ยังทำให้ Factor VIII a ไม่ทำงาน ด้วย[18]และไม่นานหลังจากนั้นโปรตีน Sก็ได้รับการยอมรับว่าเป็นโคแฟกเตอร์โดย Walker [19]ในปี 1982 การศึกษาทางครอบครัวโดย Griffin et al เป็นครั้งแรก พบว่า การขาดโปรตีน Cเกี่ยวข้องกับอาการของโรคหลอดเลือดดำอุดตัน [ 20]การขาดโปรตีน C ที่เป็นเนื้อเดียวกันและผลกระทบต่อสุขภาพที่ร้ายแรงที่ตามมาได้รับการอธิบายในปี 1984 โดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน[21] : การโคลน cDNA 1214 ของโปรตีน C ดำเนินการครั้งแรกในปี 1984 โดย Beckmann et alซึ่งผลิตแผนที่ของยีนที่รับผิดชอบในการผลิตโปรตีน C ในตับ[22]ในปี พ.ศ. 2530 ได้มีการทดลองที่สำคัญ (Taylor et al. ) ซึ่งได้แสดงให้เห็นว่าโปรตีน C ที่ถูกกระตุ้นสามารถป้องกันภาวะการแข็งตัวของเลือดผิดปกติและการตายของลิงบาบูนที่ได้รับ เชื้อ E. coliในปริมาณที่เป็นอันตราย[16] : 2382 [23]
ในปี 1993 Dahlbäck และคณะตรวจพบความต้านทานต่อ APC ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมและเกี่ยวข้องกับภาวะเกล็ดเลือดต่ำในครอบครัว[ 24 ] ในปี 1994 พบ การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่พบได้ค่อนข้างบ่อยซึ่งก่อให้เกิดFactor V Leiden (Bertina et al. ) [25]สองปีต่อมา APC ที่ไม่มีโดเมน Gla ถูกถ่ายภาพด้วยความละเอียด 2.8 Ångströms [α] [5] เริ่มด้วย การทดลองทางคลินิก PROWESS ในปี 2001 [26]พบว่าอาการของการติดเชื้อในกระแสเลือด หลายอย่างอาจบรรเทาลงได้ ด้วยการให้ APC เข้าทางเส้นเลือด และอัตราการเสียชีวิตของผู้ป่วยที่ติดเชื้ออาจลดลงอย่างมีนัยสำคัญ[9] : 3161, 6 ใกล้สิ้นปีนั้นDrotrecogin alfa (เปิดใช้งานแล้ว) ซึ่งเป็นโปรตีน C ที่ถูกกระตุ้นในมนุษย์แบบรีคอมบิแนนท์ กลายเป็นยาตัวแรกที่ได้รับการอนุมัติจาก สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา สำหรับการรักษาการติดเชื้อในกระแสเลือดรุนแรง[27]ในปี 2002 นิตยสาร Scienceได้ตีพิมพ์บทความที่แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าโปรตีน C กระตุ้นตัวรับที่กระตุ้นด้วยโปรตีเอส-1 (PAR-1) และกระบวนการนี้อธิบายถึงการปรับเปลี่ยนระบบภูมิคุ้มกันของโปรตีน[16] : 2382 [28]
คำสั่งทางชีววิทยาสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนซีในมนุษย์ถูกเข้ารหัสในยีนที่มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า "โปรตีนซี (ตัวยับยั้งปัจจัยการแข็งตัวของเลือด Va และ VIIIa)" สัญลักษณ์ของยีนที่ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการกำหนดชื่อยีนของ HUGOคือ "PROC" จาก " โปรตีนซี " ยีนนี้อยู่บนโครโมโซม ที่สอง (2q13-q14) และประกอบด้วยเอกซอน เก้าเอก ซอน[8] [16] : 2383 ลำดับนิวคลีโอไทด์ที่เข้ารหัสโปรตีนซีในมนุษย์มีความยาวประมาณ 11,000 เบส[8] : 4675
โปรตีน C ของมนุษย์เป็นไกลโคโปรตีนที่ขึ้นอยู่กับวิตามิน K ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายคลึงกับโปรตีนอื่นๆ ที่ขึ้นอยู่กับวิตามิน K ที่มีผลต่อการแข็งตัวของเลือด[29]เช่นโปรทรอมบินแฟกเตอร์VII แฟกเตอร์ IXและแฟกเตอร์X [ 21] : 1215 การสังเคราะห์โปรตีน C เกิดขึ้นในตับและเริ่มต้นด้วยโมเลกุลสารตั้งต้นสายเดี่ยว: เปปไทด์สัญญาณปลาย N ที่มีกรดอะมิโน 32 ตัว ก่อนโปรเปปไทด์ [ 30] : S11 โปรตีน C เกิดขึ้นเมื่อไดเปปไทด์ของ Lys 198และ Arg 199ถูกกำจัดออก ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเป็น เฮเทอ โรไดเมอร์ ที่มีคาร์โบไฮเดรตที่เชื่อมโยง กับNบนแต่ละสาย โปรตีนมีสายเบาหนึ่งสาย (21 kDa ) และสายหนักหนึ่งสาย (41 kDa) ที่เชื่อมต่อด้วยพันธะไดซัลไฟด์ระหว่าง Cys 183และCys 319
โปรตีน C ที่ไม่ทำงานประกอบด้วยกรดอะมิโน 419 กรดในหลายโดเมน : [16] : 2383 โดเมน Glaหนึ่ง โดเมน (สารตกค้าง 43–88); ส่วน อะโรมาติกแบบเกลียว(89–96); โดเมนที่คล้ายกับปัจจัยการเจริญเติบโตของหนังกำพร้า (EGF) สองโดเมน (97–132 และ 136–176); เปปไทด์การกระตุ้น (200–211); และ โดเมนเซอรีนโปรตีเอสที่คล้ายกับ ทริปซิน (212–450) โซ่เบาประกอบด้วยโดเมนที่คล้ายกับ Gla และ EGF และส่วนอะโรมาติก โซ่หนักประกอบด้วยโดเมนโปรตีเอสและเพไทด์การกระตุ้น ในรูปแบบนี้ 85–90% ของโปรตีน C จะหมุนเวียนในพลาสมาในรูปของไซโมเจนรอการเปิดใช้งาน[5] : 6822 ไซโมเจนโปรตีน C ที่เหลือประกอบด้วยรูปแบบโปรตีนที่ดัดแปลงเล็กน้อย การกระตุ้นเอนไซม์จะเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลธรอมบินแยกเปปไทด์กระตุ้นออกจากปลาย Nของโซ่หนัก[8] : 4673 [30] : S11 ไซต์ที่ใช้งานประกอบด้วยกลุ่มไตรภาคเร่งปฏิกิริยาที่เป็นลักษณะเฉพาะของเซอรีนโปรตีเอส (His 253 , Asp 299และ Ser 402 ) [16] : 2833
โดเมน Gla มีประโยชน์โดยเฉพาะในการจับกับฟอสโฟลิปิด ที่มีประจุลบ เพื่อป้องกันการแข็งตัวของเลือดและกับ EPCR เพื่อการปกป้องเซลล์ เอ็ก โซไซต์ชนิดหนึ่งช่วยเพิ่มความสามารถของโปรตีน C ในการทำให้แฟกเตอร์ V a ไม่ทำงาน อย่างมีประสิทธิภาพ เอ็กโซไซต์อีกชนิดหนึ่งจำเป็นสำหรับการโต้ตอบกับทรอมโบโมดูลิน[16] : 2833
การดัดแปลงหลังการแปล โปรตีน C ของมนุษย์มี การดัดแปลงหลังการแปลอย่างน้อยห้าประเภท: (1) แกมมาคาร์บอกซิเลชัน บน กรดกลูตามิก เก้า ตัวแรกในลำดับโปรตีน เหตุการณ์การดัดแปลงนี้ดำเนินการโดยไมโครโซมอลคาร์บอกซิเลสที่ขึ้นอยู่กับวิตามินเค จำเป็นต้องมี Gla ครบชุดเพื่อให้โปรตีน C มีกิจกรรมเต็มที่ (2) ไฮดรอกซิเลชัน เบตา ของ Asp71 ในหนึ่งในสองโดเมนที่คล้าย EGFเพื่อให้ได้เอริโทร-แอล-เบตา-ไฮดรอกซี-แอสพาร์เทต (bHA) การดัดแปลงนี้จำเป็นสำหรับกิจกรรมการทำงานตามที่แสดงให้เห็นโดยการกลายพันธุ์ Asp71 เป็นกลู (3) ไกลโคซิเลชัน ที่เชื่อมโยงกับ N ที่ตำแหน่งไกลโคซิเลชันที่เป็นไปได้สามตำแหน่ง โปรตีน C ของมนุษย์ในพลาสมามีรายงานว่ามีคาร์โบไฮเดรต 23% ตามน้ำหนัก (4) การก่อตัวของไดซัลไฟด์ (5) การแยกโปรตีน หลายส่วน ของแกนโพลีเปปไทด์เพื่อกำจัดเปปไทด์สัญญาณ 18 กรดอะมิโน โปรเปปไทด์ 24 กรดอะมิโน และจากนั้นจึงแยกกรดอะมิโน 155-156 และ 157-158 เพื่อให้ได้โครงสร้างสองสายของไซโมเจนที่หมุนเวียน[31]
การกระตุ้นโปรตีนซีได้รับการส่งเสริมอย่างมากโดย ตัวรับ ธรอมโบโมดูลินและตัวรับโปรตีนซีของเอนโดทีเลียม (EPCR) ซึ่งตัวหลังพบได้ส่วนใหญ่ในเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด (เซลล์ภายในหลอดเลือด) การมีตัวรับธรอมโบโมดูลินจะเร่งการกระตุ้นได้หลายเท่า[7] : 34 และ EPCR เร่งการกระตุ้นได้ 20 เท่า หากไม่มีโปรตีนทั้งสองตัวนี้ใน ตัวอย่าง หนูหนูจะตายจากการแข็งตัวของเลือดมากเกินไปในขณะที่ยังอยู่ในภาวะตัวอ่อน[32] : 1983 [33] : 43335 บนเอนโดทีเลียม APC มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการแข็งตัวของเลือด การอักเสบ และการตายของเซลล์ ( อะพอพโทซิส ) [34] : 28S เนื่องจากผลการเร่งการทำงานของธรอมโบโมดูลินในการกระตุ้นโปรตีนซี จึงอาจกล่าวได้ว่าโปรตีนถูกกระตุ้นไม่ใช่โดยธรอมบินแต่โดยคอมเพล็กซ์ธรอมบิน–ธรอมโบโมดูลิน (หรือแม้กระทั่งธรอมบิน–ธรอมโบโมดูลิน–อีพีซีอาร์) [16] : 2381 เมื่ออยู่ในรูปแบบที่ใช้งานแล้ว APC อาจหรืออาจไม่ผูกพันกับ EPCR ซึ่งมีความสัมพันธ์โดยประมาณเท่ากับไซโมเจนโปรตีน[9] : 3162
โปรตีนซีใน รูปแบบ ไซโมเจนมีอยู่ในพลาสมาของเลือด มนุษย์ผู้ใหญ่ปกติ ที่ความเข้มข้นระหว่าง 65 ถึง 135 IU / dLโปรตีนซีที่ถูกกระตุ้นพบในระดับที่ต่ำกว่านี้ประมาณ 2,000 เท่า[9] : 3161 ภาวะขาดโปรตีนซีเล็กน้อยสอดคล้องกับระดับพลาสมาที่สูงกว่า 20 IU / dL แต่ต่ำกว่าช่วงปกติ ภาวะขาดโปรตีนซีในระดับปานกลางอธิบายถึงความเข้มข้นในเลือดระหว่าง 1 ถึง 20 IU / dL ภาวะขาดโปรตีนอย่างรุนแรงทำให้มีระดับโปรตีนซีต่ำกว่า 1 IU / dL หรือตรวจไม่พบ ระดับโปรตีนซีในทารก ที่แข็งแรง สมบูรณ์เฉลี่ย 40 IU / dL ความเข้มข้นของโปรตีนซีเพิ่มขึ้นจนถึงหกเดือนเมื่อระดับเฉลี่ยอยู่ที่ 60 IU / dL ระดับจะคงอยู่ในระดับต่ำตลอดวัยเด็กจนกว่าจะถึงระดับของผู้ใหญ่หลังจากวัยรุ่น[ 21] : 1216 ครึ่งชีวิตของโปรตีนซีที่ถูกกระตุ้นอยู่ที่ประมาณ 15 นาที[5] : 6823
ทางเดินโปรตีนซีเป็นปฏิกิริยาเคมีเฉพาะที่ควบคุมระดับการแสดงออกของ APC และกิจกรรมของมันในร่างกาย[7] : 34 โปรตีนซีเป็นpleiotropicโดยมีกลุ่มฟังก์ชันหลัก 2 กลุ่ม: การป้องกันการแข็งตัวของเลือดและการป้องกันเซลล์ (ผลโดยตรงต่อเซลล์) หน้าที่ใดที่โปรตีนซีทำขึ้นอยู่กับว่า APC ยังคงจับกับ EPCR หรือไม่หลังจากที่มันถูกกระตุ้น ผลการป้องกันการแข็งตัวของเลือดของ APC เกิดขึ้นเมื่อมันไม่เป็นเช่นนั้น ในกรณีนี้ โปรตีนซีทำหน้าที่เป็นสารกันเลือดแข็งโดยการทำให้Factor V aและFactor VIII a ไม่ทำงานด้วยโปรตีเอสอย่างถาวร โดยเปลี่ยนเป็น Factor V iและ Factor VIII iตามลำดับ เมื่อยังคงจับกับ EPCR โปรตีนซีที่ถูกกระตุ้นจะทำหน้าที่ป้องกันเซลล์ โดยทำปฏิกิริยากับสารตั้งต้น เอฟเฟก เตอร์ PAR-1 ซึ่งเป็นตัวรับที่กระตุ้นด้วยโปรตีเอส-1ในระดับหนึ่ง คุณสมบัติป้องกันเซลล์ของ APC นั้นไม่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติป้องกันเซลล์ กล่าวคือ การแสดงออกของทางเดินหนึ่งจะไม่ได้รับผลกระทบจากการมีอยู่ของทางเดินอื่น[9] : 3162 [34] : 26วินาที
กิจกรรมของโปรตีนซีอาจถูกควบคุมลงโดยการลดปริมาณของธรอมโบโมดูลินที่มีอยู่หรือ EPCR ซึ่งอาจทำได้โดยไซโตไคน์ ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เช่นอินเตอร์ลิวคิน-1β (IL-1β) และปัจจัยเนโครซิสของเนื้องอก-α (TNF-α) เม็ดเลือดขาวที่ถูกกระตุ้นจะปล่อยตัวกลางการอักเสบเหล่านี้ออกมาในระหว่างการอักเสบ ยับยั้งการสร้างทั้งธรอมโบโมดูลินและ EPCR และเหนี่ยวนำให้หลุดออกจากพื้นผิวของหลอดเลือด การกระทำทั้งสองนี้จะควบคุมการทำงานของโปรตีนซีลง ธรอมบินเองอาจมีผลต่อระดับของ EPCR ด้วยเช่นกัน นอกจากนี้ โปรตีนที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากเซลล์สามารถขัดขวางการทำงานของโปรตีนซีได้ เช่นอีโอซิโนฟิลซึ่งอาจอธิบายการเกิดลิ่มเลือดในโรคหัวใจที่มีอีโอซิโนฟิล สูง [β]โปรตีนซีอาจถูกควบคุมขึ้นโดยปัจจัยเกล็ดเลือด 4 มีการคาดเดาว่าไซโตไคน์นี้จะช่วยปรับปรุงการทำงานของโปรตีนซีโดยการสร้างสะพานอิเล็กโทรสแตติกจากโดเมน Gla ของโปรตีนซีไปยัง โดเมน ไกลโคสะมิโนไกลแคน (GAG) ของธรอมโบโมดูลิน โดยลดค่าคงที่ไมเคิลิส (K M ) สำหรับปฏิกิริยาของพวกมัน[16] : 2386 [34] : 29S นอกจากนี้ โปรตีนซียังถูกยับยั้งโดยโปรตีนซีอินฮิบิเตอร์ [ 35] : 369
โปรตีนซีเป็นองค์ประกอบหลักในการป้องกันการแข็งตัวของเลือดในร่างกายมนุษย์ ทำหน้าที่เป็นไซโมเจนของเซอรีนโปรตี เอส : APC โปรตีโอไลซิสพันธะเปปไทด์ในแฟกเตอร์ Vและแฟกเตอร์ VIII ที่ถูกกระตุ้น (แฟกเตอร์ Va และแฟกเตอร์ VIII a ) และกรดอะมิโนตัวหนึ่งในพันธะคือเซอรีน[16] : 2381 โปรตีนเหล่านี้ที่ APC ยับยั้งการทำงาน ได้แก่ แฟกเตอร์ Va และแฟกเตอร์ VIII aเป็นโคแฟกเตอร์ที่ทำให้เกิดการแข็งตัวของเลือดสูงในการสร้างธรอมบินซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการแข็งตัวของเลือด เมื่อรวมกันแล้ว พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของคอมเพล็กซ์โปรทรอมบิเนส[34] : 26S โคแฟกเตอร์ในการทำให้แฟกเตอร์ Va และแฟกเตอร์ VIII a ไม่ทำงานได้แก่โปรตีนSแฟกเตอร์Vไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูงฟอส โฟลิ ปิดแอนไออนิกและไกลโคสฟิงโกไลปิด[9] : 3161
แฟกเตอร์ V aจับกับโปรทรอมบินและแฟกเตอร์ X aทำให้อัตราการผลิตทรอมบินเพิ่มขึ้นถึงสี่เท่า (10,000 เท่า) การหยุดการทำงานของแฟกเตอร์ V aจะทำให้การผลิตทรอมบินหยุดลง ในทางกลับกัน แฟกเตอร์ VIII เป็นโคแฟกเตอร์ในการผลิตแฟกเตอร์ X ที่ถูกกระตุ้น ซึ่งจะเปลี่ยนโปรทรอมบินเป็นทรอมบิน แฟกเตอร์ VIII aเพิ่มการทำงานของแฟกเตอร์ X ขึ้นประมาณ 200,000 เท่า เนื่องจากแฟกเตอร์ VIII มีความสำคัญต่อการแข็งตัวของเลือด จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าแฟกเตอร์ต่อต้านฮีโมฟิเลีย และการขาดแฟกเตอร์ VIII ทำให้เกิด ฮีโมฟิ เลียเอ[16] : 2382, 3
APC ทำให้ Factor V a ไม่ทำงานโดยทำให้เกิดการแยกตัว 3 ครั้ง (Arg 306 , Arg 506 , Arg 679 ) การแยกตัวที่ Arg 306และ Arg 506ทำให้แรงดึงดูดของโมเลกุลต่อ Factor X a ลดลง แม้ว่าไซต์แรกจะแยกตัวได้ช้า แต่ก็จำเป็นอย่างยิ่งต่อการทำงานของ Factor V โปรตีน S ช่วยกระบวนการนี้โดยเร่งปฏิกิริยาการสลายโปรตีนที่ Arg 306ซึ่งโดเมน A2 ของ Factor V จะแยกตัวออกจากโปรตีนส่วนที่เหลือ[36]โปรตีน S ยังจับกับ Factor X a โดยยับยั้งไม่ให้ Factor V a ทำให้ APC ไม่สามารถทำให้ Factor V a ไม่ทำงานน้อยลง [16] : 2386
การทำให้แฟกเตอร์ VIII a ไม่ทำงานนั้น ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก ครึ่งชีวิตของแฟกเตอร์ VIII aอยู่ที่ประมาณสองนาทีเท่านั้น เว้นแต่ว่าแฟกเตอร์ IX a จะอยู่เพื่อทำให้แฟกเตอร์เสถียรขึ้น บางคนตั้งคำถามถึงความสำคัญของการทำให้แฟกเตอร์ VIII aไม่ทำงานของ APC และไม่ทราบว่าแฟกเตอร์ V และโปรตีน S เป็นโคแฟกเตอร์ในกระบวนการย่อยสลายโปรตีนในระดับใด เป็นที่ทราบกันดีว่า APC ทำงานกับแฟกเตอร์ VIII aโดยการตัดที่ตำแหน่งสองตำแหน่ง ได้แก่ Arg 336และ Arg 562ซึ่งตำแหน่งใดก็เพียงพอที่จะทำให้แฟกเตอร์ VIII a ไม่ทำงาน และแปลงเป็นแฟกเตอร์ VIII i [ 16] : 2387
เมื่อ APC ถูกจับกับ EPCR มันจะทำหน้าที่ปกป้องเซลล์ (เช่น ปกป้องเซลล์) ที่สำคัญหลายประการ ซึ่งส่วนใหญ่ทราบกันว่าต้องใช้ EPCR และ PAR-1 ซึ่งรวมถึงการควบคุมการแสดงออกของยีน ผลต้านการอักเสบ ผลต้านอะพอพโทซิส และปกป้องการทำงานของกำแพงกั้นของหลอดเลือด[9] : 3162
การบำบัดเซลล์ด้วย APC แสดงให้เห็นว่าการควบคุมการแสดงออกของยีนนั้นควบคุมเส้นทางหลักสำหรับพฤติกรรมการอักเสบและอะพอพโทซิสได้อย่างมีประสิทธิภาพ มียีนประมาณ 20 ยีนที่ถูกควบคุมขึ้นโดยโปรตีนซี และยีนอีก 20 ยีนที่ถูกควบคุมลง โดยยีนซีโดยทั่วไปแล้วจะเป็นเส้นทางต้านการอักเสบและต่อต้านอะพอพโทซิส ในขณะที่ยีนซีมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นการอักเสบและกระตุ้นอะพอพโทซิส กลไกของ APC ในการเปลี่ยนแปลงโปรไฟล์การแสดงออกของยีนนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก แต่เชื่อกันว่าอย่างน้อยก็เกี่ยวข้องกับผลยับยั้งกิจกรรม ของ ปัจจัยการถอดรหัส บางส่วน [9] : 3162, 4 โปรตีนสำคัญที่ APC ควบคุมขึ้น ได้แก่Bcl-2 , eNOS และ IAP APCมีผลในการยับยั้งp53และBax อย่างมีนัยสำคัญ [16] : 2388
APC มีฤทธิ์ต้านการอักเสบต่อ เซลล์ บุผนังหลอดเลือดและเม็ดเลือดขาว APC ส่งผลต่อเซลล์บุผนังหลอดเลือดโดยยับยั้งการปล่อยสารสื่อการอักเสบและลดระดับ โมเลกุลการยึดเกาะ ของหลอดเลือด ซึ่งจะช่วยลดการยึดเกาะและการแทรกซึมของเม็ดเลือดขาวในเนื้อเยื่อ ในขณะเดียวกันก็จำกัดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อข้างใต้ด้วย APC ช่วยสนับสนุนการทำงานของผนังหลอดเลือดและลดการเคลื่อนที่ตามสารเคมี APC ยับยั้งการปล่อยสารสื่อการตอบสนองต่อการอักเสบในเม็ดเลือดขาวและเซลล์บุผนังหลอดเลือด โดยลดการตอบสนองต่อไซโตไคน์ และอาจลดการตอบสนองของการอักเสบในระบบ เช่นที่พบในภาวะติดเชื้อ ในกระแสเลือด การศึกษาในหนูและมนุษย์แสดงให้เห็นว่า APC ช่วยลดการบาดเจ็บและการอักเสบของปอดที่เกิดจากเอนโดทอกซิน[9] : 3164
นักวิทยาศาสตร์รับรู้ถึงผลต้านอะพอพโทซิสของโปรตีน C ที่เปิดใช้งานแล้ว แต่ยังไม่ชัดเจนว่ากลไกที่แน่ชัดในการยับยั้งอะพอพโทซิสคืออะไร เป็นที่ทราบกันดีว่า APC ช่วยปกป้องระบบประสาท ฤทธิ์ต้านอะพอพโทซิสทำได้โดยลดการทำงานของคาสเปส 3และคาสเปส 8เพิ่มอัตราส่วน Bax/Bcl-2 และควบคุม p53 ลง[16] : 2388
โปรตีน C ที่เปิดใช้งานยังช่วยปกป้องการทำงานของกำแพงกั้นของหลอดเลือดอีกด้วย การสลายตัวของกำแพงกั้นหลอดเลือดและการเพิ่มขึ้นของการซึมผ่านของหลอดเลือดนั้นสัมพันธ์กับอาการบวมความดันโลหิตต่ำ และการอักเสบ ซึ่งล้วนเป็นปัญหาของการติดเชื้อในกระแสเลือด APC ปกป้องการทำงานของกำแพงกั้นของหลอดเลือดโดยกระตุ้นการทำงานของสฟิ งโกซีนไคเนส-1ที่ขึ้นอยู่กับ PAR-1 และเพิ่มการทำงานของสฟิงโกซีน-1-ฟอสเฟตด้วยสฟิงโกซีนไคเน ส [9] : 3165
การศึกษามากมายระบุว่ากิจกรรมการย่อยสลายโปรตีนของ APC มีส่วนสนับสนุนคุณสมบัติในการปกป้องเซลล์ของ APC ที่สังเกตได้ แต่ตัวแปรที่ไม่ย่อยสลายโปรตีนยังสามารถควบคุมการก่อตัวของตัวกระตุ้น PAR อย่างธรอมบินและแฟกเตอร์ Xa และแสดงคุณสมบัติในการปกป้องเซลล์ในหลอดทดลองและในร่างกายได้อีกด้วย[37] [38]
การขาดโปรตีนซีทางพันธุกรรมในรูปแบบที่ไม่รุนแรงซึ่งเกี่ยวข้องกับเฮเทอโรไซโกตแบบธรรมดาทำให้มีความเสี่ยงต่อการเกิดลิ่มเลือดในหลอดเลือดดำ เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในผู้ใหญ่ หากทารกในครรภ์มี ภาวะขาดโปรตีนซี แบบโฮโมไซโกตหรือแบบผสมอาจมีอาการเลือดออกมากในครรภ์ ภาวะแข็งตัวของเลือดในหลอดเลือดกระจายอย่างรุนแรงและหลอดเลือดดำอุดตัน พร้อมกัน ในครรภ์[21] : 1214 อาการนี้รุนแรงมากและมักทำให้เสียชีวิต[39] : 211s การลบยีนโปรตีนซีในหนูทำให้ทารกในครรภ์เสียชีวิตในช่วงเวลาใกล้เคียงกับการคลอด หนูในครรภ์ที่ไม่มีโปรตีนซีจะเจริญเติบโตตามปกติในช่วงแรก แต่จะมีอาการเลือดออกรุนแรงอาการแข็งตัวของเลือดการสะสมของไฟบรินและเนื้อตายของตับ[9] : 3161
ความถี่ของการขาดโปรตีนซีในบุคคลที่ไม่มีอาการอยู่ระหว่าง 1 ใน 200 ถึง 1 ใน 500 ในทางตรงกันข้าม อาการที่สำคัญของการขาดโปรตีนซีสามารถตรวจพบได้ใน 1 ใน 20,000 คน ไม่มีการตรวจพบอคติทางเชื้อชาติหรือชาติพันธุ์[21] : 1215
การกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคในยีนนี้อย่างน้อย 177 รายการถูกค้นพบ[40] การดื้อต่อโปรตีนซีที่เปิดใช้งานเกิดขึ้นเมื่อ APC ไม่สามารถทำหน้าที่ของมันได้ โรคนี้มีอาการคล้ายกับการขาดโปรตีนซี การกลายพันธุ์ที่พบบ่อยที่สุดที่นำไปสู่การดื้อต่อโปรตีนซีที่เปิดใช้งานในคนผิวขาวอยู่ที่บริเวณที่แยกตัวใน Factor V สำหรับ APC ที่นั่น Arg 506จะถูกแทนที่ด้วย Gln ทำให้เกิดFactor V Leidenการกลายพันธุ์นี้เรียกอีกอย่างว่า R506Q [16] : 2382 การกลายพันธุ์ที่นำไปสู่การสูญเสียบริเวณที่แยกตัวนี้ทำให้ APC ไม่สามารถทำให้ Factor V aและ Factor VIII a ไม่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นเลือดของบุคคลนั้นจะแข็งตัวได้ง่ายเกินไป และเขามีความเสี่ยงต่อการเกิดลิ่มเลือดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง[41] : 3 บุคคลที่มีเฮเทอโรไซกัสสำหรับการกลายพันธุ์ของ Factor V Leidenมีความเสี่ยงต่อการเกิดลิ่มเลือดในหลอดเลือดดำสูงกว่าประชากรทั่วไป 5–7 เท่า บุคคลที่มีโฮโมไซกัสมีความเสี่ยงสูงกว่า 80 เท่า[7] : 40 การกลายพันธุ์นี้ถือเป็นความเสี่ยงทางพันธุกรรมที่พบบ่อยที่สุดสำหรับภาวะหลอดเลือดดำอุดตันในคนผิวขาว [ 16] : 2382
ประมาณ 5% ของการดื้อยา APC ไม่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ข้างต้นและ Factor V Leidenการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมอื่นๆ ทำให้เกิดการดื้อยา APC แต่ไม่มีเลยในระดับเดียวกับที่ Factor V Leidenทำให้เกิด การกลายพันธุ์เหล่านี้รวมถึง Factor V เวอร์ชันอื่นๆ การสร้างแอนติบอดี ต่อตนเองโดยธรรมชาติ ที่กำหนดเป้าหมายที่ Factor V และความผิดปกติของโคแฟกเตอร์ใดๆ ของ APC [16] : 2387 นอกจากนี้ สภาวะที่เกิดขึ้นบางอย่างอาจทำให้ประสิทธิภาพของ APC ในการทำหน้าที่ป้องกันการแข็งตัวของเลือดลดลง[7] : 33 การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยโรคลิ่มเลือดระหว่าง 20% ถึง 60% มีอาการดื้อยา APC ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง[7] : 37
ภาวะเนื้อตายจากวาร์ฟารินเป็นภาวะขาดโปรตีนซีที่เกิดขึ้นจากการรักษาด้วยวาร์ฟารินซึ่งเป็นตัวต้านวิตามินเคและเป็นสารกันเลือดแข็ง อย่างไรก็ตาม การรักษาด้วยวาร์ฟารินอาจทำให้เกิดรอยโรคบนผิวหนังที่คล้ายกับที่พบในโรคผื่นแดงที่ขา การตอบสนองแบบอื่นนี้แสดงอาการเป็นเนื้อตาย ของแขนขาหลอดเลือดดำ เมื่อใช้วาร์ฟารินในการรักษาลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำส่วนลึกที่เกี่ยวข้องกับมะเร็ง ในสถานการณ์เหล่านี้ อาจเริ่มใช้วาร์ฟารินอีกครั้งด้วยขนาดยาต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีภาวะขาดโปรตีนซีเกิดขึ้นก่อนที่ปัจจัยการแข็งตัวของวิตามินเค II, IX และ X จะถูกระงับ[39] : 211s
โปรตีน C ที่ถูกกระตุ้นจะตัดฮิสโตนของพลาสโมเดียมฟัลซิปารัม ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการติดเชื้อ การตัดฮิสโตนเหล่านี้จะช่วยขจัดผลกระตุ้นการอักเสบ[42]
ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2544 สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาได้อนุมัติDrotrecogin alfa-activated (DrotAA) สำหรับการรักษาทางคลินิกสำหรับผู้ใหญ่ที่ป่วยด้วยโรคติดเชื้อในกระแสเลือดรุนแรงและมีความเสี่ยงสูงที่จะเสียชีวิต[43] : 1332 Drotrecogin alfa-activated เป็น รูปแบบ รีคอมบิแนนท์ของโปรตีน C ที่กระตุ้นโดยมนุษย์ (rhAPC) โดยทำการตลาดภายใต้ชื่อ Xigris โดยEli Lilly and Company [ 27] : 224
Drotrecogin alfa-activated เป็นประเด็นที่ถกเถียงกันอย่างมากในขณะที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้ทางคลินิก เนื่องจากพบว่ายานี้ทำให้เลือดออกมากขึ้นแต่ไม่ได้ช่วยลดอัตราการเสียชีวิต[44] [ จำเป็นต้องอัปเดต ]ในเดือนตุลาคม 2011 Eli Lilly ได้ถอน rhAPC (Xigris) ออกจากตลาดเนื่องจากพบว่ามีอัตราการเสียชีวิตที่สูงขึ้นในการทดลองในผู้ใหญ่[12] [44]
มีการศึกษาเกี่ยวกับ APC เพื่อใช้เป็นวิธีรักษาอาการบาดเจ็บที่ปอด หลังจากการศึกษาแสดงให้เห็นว่าในผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บที่ปอด ระดับ APC ที่ลดลงในส่วนเฉพาะของปอดมีความสัมพันธ์กับผลลัพธ์ที่แย่ลง [9] : 3167, 8 APC ยังได้รับการพิจารณาให้ใช้เพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วยในกรณีโรคหลอดเลือดสมองตีบซึ่งเป็นภาวะฉุกเฉินทางการแพทย์ที่การอุดตันของหลอดเลือดแดงทำให้สมองขาดออกซิเจน ทำให้เนื้อเยื่อตาย การศึกษาที่มีแนวโน้มดีแนะนำว่า APC อาจใช้ร่วมกับการรักษาที่ได้รับการอนุมัติในปัจจุบันเพียงวิธีเดียว คือตัวกระตุ้นพลาสมินเจนของเนื้อเยื่อ (tPA) เพื่อปกป้องสมองจากผลข้างเคียง ที่เป็นอันตรายอย่างยิ่งของ tPA นอกเหนือจากการป้องกันการตายของเซลล์จากการขาดออกซิเจน ( ภาวะขาดออกซิเจน ) [45] : 211 การใช้ APC ทางคลินิกยังได้รับการเสนอเพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ของการปลูกถ่ายเกาะของตับอ่อนในการรักษาโรคเบาหวานชนิดที่ 1 [16] : 2392
Ceprotin ได้รับการอนุมัติให้ใช้ทางการแพทย์ในสหภาพยุโรปในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2544 [46] Ceprotin มีข้อบ่งชี้ในโรคผื่นพุพองและภาวะเนื้อตายของผิวหนังที่เกิดจากคูมารินในผู้ที่มีภาวะขาดโปรตีนซีแต่กำเนิดอย่างรุนแรง[46]