Cell Research | 天冷为何血栓高发？复旦赵晨/杨云龙团队揭示寒冷加重静脉闭塞的新机制

2026年7月30日，复旦大学附属眼耳鼻喉科医院赵晨教授团队、复旦大学基础医学院杨云龙教授团队联合瑞典卡罗林斯卡医学院曹义海教授团队在Cell Research在线发表题为“Cold exposure aggravates vein occlusion through non-shivering thermogenesis-induced thrombocytopoiesis”的研究论文。该研究首次揭示：寒冷暴露激活脂肪组织非颤抖性产热（non-shivering thermogenesis, NST），诱导脂解并升高循环游离脂肪酸（circulating free fatty acids, c-FFAs）水平，后者经巨核细胞β-氧化促进C/EBPα乙酰化并上调GATA-1和NF-E2，驱动血小板生成，最终加重静脉闭塞（vein occlusion, VO）。

寒冷季节与VO发病率升高密切相关，而血小板在血栓形成中发挥着至关重要的作用。为探究寒冷暴露与血小板之间的关联，研究团队将10–13周龄C57BL/6小鼠分别适应于30°C（热中性）或4°C（寒冷）环境。自寒冷暴露第3天起，小鼠外周血小板计数即超过1200×10⁹/L的参考上限并达峰，随后虽逐渐回落，一周后仍维持高位；短暂的寒冷暴露则无此效应。与此同时，血小板形态与活化状态、红细胞与白细胞计数及凝血功能均未改变，脾切除也不影响这一升高，提示血小板增多源于生成增加而非清除减少（图1a, b）。

图1. 寒冷暴露升高小鼠血小板计数和c-FFA水平

电镜下，冷暴露小鼠来源的巨核细胞呈现细胞核增大、分界膜系统（DMS）形成等成熟形态；以2mM PA（与体内冷诱导的c-FFA水平相当）体外刺激原代巨核细胞可复现上述改变，并显著上调巨核细胞成熟转录因子GATA-1和血小板生成转录因子NF-E2的表达（图2a, b）。值得注意的是，巨核细胞较其他骨髓细胞高表达脂肪酸代谢相关基因；敲降脂肪酸转运蛋白CD36或β-氧化关键酶CPT1α，均可完全消除PA的上述效应（图2c, d）。在体内，CPT1α特异性抑制剂etomoxir同样阻断了寒冷引起的骨髓CD41⁺巨核细胞扩增、血小板生成相关基因（Nfe2、Gata1、Zfpm1、Itgb3、Tubb1、Myl9等）上调及外周血小板增多（图2e–h）。这些结果揭示，寒冷诱导的血小板生成依赖于巨核细胞的脂肪酸β-氧化（图2i）。

图2. 棕榈酸通过CD36-CPT1α轴促进血小板生成

Seahorse代谢通量分析显示，冷暴露小鼠巨核细胞的耗氧量显著高于对照，且可被CPT1α抑制剂完全阻断；在人源MEG-01巨核母细胞中，PA刺激同样使乙酰辅酶A大量生成，etomoxir可大幅逆转，证实乙酰辅酶A生成依赖β-氧化（图3a, b）。

图3. 乙酰辅酶A诱导的C/EBPα乙酰化驱动血小板生成基因转录

脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL，基因名Pnpla2）是脂肪组织水解释放FFA的关键酶，已知Pnpla2⁻/⁻小鼠在禁食条件下降低c-FFA的能力受损。在Pnpla2⁻/⁻小鼠中，热中性条件下其棕色与白色脂肪组织重量本就高于野生型，而寒冷暴露既不能再引起脂肪组织减重和脂肪细胞缩小，c-FFA的升高也被完全消除；相应地，寒冷诱导的血小板生成、巨核细胞C/EBPα乙酰化及下游基因上调一并消失（图4a–h）。值得一提的是，Pnpla2⁻/⁻小鼠的UCP1与COX4仍可被寒冷正常诱导，说明其线粒体产热功能完好，表型特异于脂解障碍（图4d）。这组遗传学证据表明，寒冷诱导的血小板生成严格依赖脂肪组织的脂解过程。

图4. Pnpla2基因缺失可消除寒冷触发的血小板生成

为在细胞层面坐实β-氧化的作用，研究团队将巨核细胞特异性Pf4-Cre小鼠与Cpt1a^flox/flox小鼠杂交，定向敲除巨核细胞中的CPT1α（图5a）。该操作不影响循环及巨核细胞内的FFA水平，却使巨核细胞内乙酰辅酶A显著降低（图5b, c）。寒冷暴露下，敲除小鼠骨髓CD41⁺巨核细胞不再增多，成熟形态改变被阻止，外周血小板生成明显减少，C/EBPα乙酰化及血小板生成相关基因的上调亦被消除（图5d–h）。这证明寒冷诱导的血小板生成依赖于巨核细胞自身的β-氧化，而非仅仅取决于循环中FFA的多少。

图5. 巨核细胞Cpt1a基因缺失可消除寒冷触发的血小板生成

药理学实验进一步验证了乙酰化轴的可干预性。抑制p300可完全消除寒冷引起的血小板计数升高，并减少骨髓巨核细胞数量、下调血小板生成相关基因，证实p300是寒冷诱导血小板生成所必需；与之相反，抑制SIRT1无论在常温还是寒冷条件下都进一步推高血小板计数和骨髓巨核细胞数量（图6a–f）。乙酰转移酶与去乙酰化酶对血小板生成施加了方向相反的调控，提示二者有望成为干预血小板生成的药物新靶点，也为血小板减少症等疾病的反向治疗提供了想象空间。

图6. 靶向p300或SIRT1调控寒冷诱导的血小板生成

寒冷下增多的血小板是否具有促栓意义？在氯化铁（FeCl₃）诱导的血管损伤模型中，按等体积血液回输血小板时，冷暴露组（血小板数量更多）显著加快了血栓形成（图7a），说明推高血栓风险的是血小板数量的增加，而非单个血小板活性的改变。

图7. 靶向β-氧化-乙酰化调控寒冷加重的深静脉血栓

那么，这一机制是否同样适用于小静脉？研究团队采用低剂量激光光凝诱导小鼠RVO模型（图8a）。在该模型中，眼底视网膜成像与组织学分析显示，寒冷暴露显著加重视网膜内出血与囊样水肿；OCT和荧光素血管造影显示，照射后24小时冷暴露组视网膜肿胀和无灌注区明显扩大，RVO诱导的肿胀在24小时达峰并持续超过3天，72小时后冷暴露组内核层水肿仍未缓解（图8b–d）。与之呼应，抑制FFA氧化、药物降低血小板或巨核细胞特异性敲除Cpt1a，均可显著减轻上述视网膜损伤（图8b, c）。这表明无论大静脉还是小静脉，寒冷都通过同一条代谢-乙酰化轴加重静脉闭塞。

图8. 靶向β-氧化治疗寒冷加重的视网膜静脉闭塞

最后，研究团队在人体层面验证了这一机制。6名健康男性志愿者（23–24岁）接受可耐受的寒冷暴露（16°C、每天3小时、连续7天，辅以手部冰水刺激），分别于第0、3、7天采血检测（图9a）。研究团队此前的工作已通过PET-CT证实，该寒冷条件可增强成人锁骨上窝与肩胛间区棕色脂肪的¹⁸F-FDG摄取，即可有效激活人体脂肪产热。结果显示，志愿者c-FFAs在7天后升至约2mM，血小板计数平均升高约1.2倍，尽管个体间存在差异，但均呈现升高趋势；等体积血液中的血小板表现出更强的胶原黏附能力（图9b–e）。

图9. 寒冷暴露升高人体c-FFA水平和血小板计数