Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）是一种复杂的糖胺聚糖，广泛存在于哺乳动物的组织中，尤其是肝脏和肺部。Heparin具有丰富的生物学功能，可用于抗炎、抑制凝血因子、抑制铁调素表达、动物模型研究。

一、Heparin的结构与功能

1.Heparin（肝素）的结构

Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688）属于糖胺聚糖家族，是一类复杂的生物大分子。其基本组成单元是由重复的二糖单位构成，这些二糖单位通常包含一个己糖胺（如 D - 葡萄糖胺）和一个糖醛酸（如 L-艾杜糖醛酸或D-葡萄糖醛酸）。在Heparin的结构中，最为普遍的是磺酸化修饰，这种修饰赋予了Heparin强烈的负电性。

图 1. （A）Heparin中重复的二元结构和（B）Heparin的五糖序列

2.Heparin（肝素）抑制凝血因子

Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688） 是一种动物实验广泛使用的可注射抗凝血剂，常用于实验动物血液采集和血浆制备，其原理是基于 Heparin 的磺酸基团与 AT-III 分子表面相应氨基酸残基之间精确的静电相互作用和结合。这种结合能够诱导 AT-III 构象发生变化，极大地增强其对凝血酶等凝血因子的抑制活性，从而发挥抗凝血功能。

3.Heparin（肝素）具有抗炎作用

Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688） 在炎症反应中也表现出显著的抑制作用。研究表明，Heparin能够通过阻断高迁移率族蛋白B1（HMGB1）与巨噬细胞表面的结合，抑制由脂多糖（LPS）和HMGB1诱导的炎症反应^[1]。此外，Heparin还能抑制caspase-11依赖的炎症反应^[1]。

4.Heparin（肝素）对铁调素的抑制作用

Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688） 还被发现具有抑制铁调素（hepcidin）表达的活性。铁调素是一种调节全身铁代谢的关键激素，其表达主要由骨形态发生蛋白（BMPs）调控。Heparin通过抑制BMPs激活的SMAD1/5/8蛋白磷酸化，从而抑制铁调素的表达。这种抑制作用在体外细胞实验和体内小鼠模型中均得到了证实^[2]。

5.Heparin（肝素）用于动物模型研究

在动物模型中，Heparin的抗凝特性被用于研究血栓形成模型或抗凝功能缺陷模型^[3]。例如，在兔静脉血栓模型和小鼠颈动脉血栓模型中，Heparin被证明可以显著减少血栓形成，即使在抗凝血酶活性较低的情况下^{[3, 4]}。这些研究均表明Heparin在动物模型中可用于探究血栓形成和抗凝机制。Heparin还可以用于构建小鼠肠外营养模型。例如，在一项研究中，通过颈静脉插管的方式，将含有Heparin的肠外营养液（PN）输注到小鼠体内^[5]。Heparin在上述模型中的主要作用是防止导管内血栓形成，从而确保导管的通畅性。

二、范例详解

1.Int J Biol Macromol. 2023 Dec 31;253(Pt 6):127352.

江苏大学的科研人员在上述文章中研究了糖胺聚糖（Glycosaminoglycans, GAGs），特别是肝素硫酸（Heparan Sulfate, HS）和软骨素硫酸（Chondroitin Sulfate, CS），在家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus, BmNPV）感染过程中的作用。研究发现，这些糖胺聚糖是BmNPV感染和复制的重要附着因子，其存在与否直接影响病毒的感染效率。上述论文的Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688） 由AbMole提供^[6]。

图 2. 外源性Heparin对BmNPV感染的中和作用^[6]

2.Int J Nanomedicine. 2020 Aug 28;15:6519-6529.

广州医科大学、中山大学的研究者们在上述论文中探究了碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQDs）在体外和体内环境中的生物相容性和生物相互作用，特别是其在光学成像中的应用。在动物实验中，实验人员采集了小鼠眼球血进行了中性粒细胞ROS水平、外周血中CD标志物表达等指标的分析，在取血过程中，使用了AbMole的Heparin（Sodium heparinate，肝素钠，AbMole，M5688） 作为抗凝剂。

图 3. 小鼠眼球取血后，评估量子点的生物相容性^[7]

参考文献

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[2] M. Poli, M. Asperti, P. Ruzzenenti, A. Naggi, P. Arosio, Non-Anticoagulant Heparins Are Hepcidin Antagonists for the Treatment of Anemia, Molecules 22(4) (2017).

[3] S.A. Mousa, In Vivo or Ex Vivo Models for Testing Thrombosis and Hemostasis, Drug Discovery and Evaluation: Pharmacological Assays2015, pp. 1-43.

[4] S. Momi, M. Nasimi, M. Colucci, G.G. Nenci, P. Gresele, Low molecular weight heparins prevent thrombin-induced thrombo-embolism in mice despite low anti-thrombin activity. Evidence that the inhibition of feed-back activation of thrombin generation confers safety advantages over direct thrombin inhibition, Haematologica 86(3) (2001) 297-302.

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[6] W. Zhou, J. Hong, J. Han, F. Cai, Q. Tang, Q. Yu, G. Li, S. Ma, X. Liu, S. Huo, K. Chen, F. Zhu, Silkworm glycosaminoglycans bind to Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus and facilitate its entry, Int J Biol Macromol 253(Pt 6) (2023) 127352.

[7] X. Tian, A. Zeng, Z. Liu, C. Zheng, Y. Wei, P. Yang, M. Zhang, F. Yang, F. Xie, Carbon Quantum Dots: In vitro and in vivo Studies on Biocompatibility and Biointeractions for Optical Imaging, Int J Nanomedicine 15 (2020) 6519-6529.