Effect of lymphopenia on thrombus formation and resolution in FeCl3-induced carotid artery thrombosis in mice

Abstract

Thrombosis involves the development of blood clots within arteries or veins, with its occurrence in the arterial system being a primary cause of stroke and myocardial infarction, both of which significantly contribute to global mortality and morbidity. Thrombus formation is basically depending on platelets and early infiltrating cells which includes neutrophils and monocytes, while thrombus resolution relies heavily on macrophages and monocytes. We investigated the role of lymphocytes in thrombosis by examining the effects of lymphopenia, induced by administering FTY720, on the formation and resolution of thrombi using a FeCl3-induced carotid artery thrombosis model in mice. This was a double-blind, randomized, placebo-controlled study designed to compare the effects of FTY720 and placebo on thrombosis and subsequent recanalization using a FeCl3-induced carotid arterial thrombosis model. The blood samples collected at different time points were analyzed using a hematology analyzer to conduct a complete blood count test. These tests provide counts of various blood cell types, as well as parameters such as hemoglobin concentration and hematocrit. The results of the complete blood count were used to determine various ratios, including the neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR), monocyte-to-lymphocyte ratio (MLR), and platelet-to-lymphocyte ratio (PLR). These ratios were used to explore potential correlations with the time to occlusion and the time to recanalization. The time to occlusion did not significantly differ between the lymphopenia group (median 3.56 min, interquartile range 3.03-5.32 min) and the control group (median 3.98 min, interquartile range 3.47-4.74 min) (p = 0.484). There was no significant correlation between the time to occlusion and NLR (r = -0.108, p = 0.379), MLR (r = -0.032, p = 0.796), or PLR (r = -0.002, p = 0.985). During the 2 hr monitoring period after inducing thrombotic occlusion, blood flow did not restore to 75% of the mean baseline blood flow in 34 mice subjected to the FeCl3-induced carotid artery thrombosis experiment. Among the 38 mice that experienced recanalization, the time to recanalization was significantly shorter in the lymphopenia group (median 35.87 min, interquartile range 17.44-68.66 min) compared to the control group (median 72.33 min, interquartile range 62.63-88.92 min) (p = 0.006). There was a significant inverse correlation between the time to recanalization and NLR (r = -0.351, p = 0.031), MLR (r = -0.412, p = 0.010), and PLR (r = -0.430, p = 0.007). FTY720 successfully induced significant lymphopenia in mice. While lymphopenia did not affect the time to occlusion in a FeCl3-induced carotid artery thrombosis model in mice, it was associated with a faster resolution of the thrombus. These findings suggest that lymphocytes are involved in the stability of the thrombus rather than the early stages of thrombosis.

혈전증은 동맥이나 정맥 내에서 혈전이 형성되는 것을 의미하며, 동맥계에서의 발생은 뇌졸중과 심근경색의 주요 원인 중 하나다. 혈전 형성은 주로 혈소판과 호중구 및 단핵구와 같은 초기 침윤 세포들에 의해 발생하게 되며, 혈전 용해는 주로 대식세포와 단핵구에 의해 발생하게 된다. 본 연구에서는 FTY720을 투여하여 림프구 감소를 유발하고 림프구의 역할을 탐구하며 마우스의 FeCl3 유도 경동맥 혈전증 모델을 사용하여 혈전 형성 및 해결에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. FeCl3로 유발된 경동맥 혈전증 모델을 사용하여 FTY720 투여 및 식염수 투여 후 혈전 및 이후 재관류에 미치는 영향을 비교하기 위한 이중맹검, 무작위 대조 연구를 진행하였다. 다양한 시간대에 수집된 혈액 샘플을 혈액학 분석기를 사용하여 혈액 검사를 실시하였다. 이 검사를 통해 다양한 혈액 세포 유형의 수와 헤모글로빈 농도 및 혈액 용적 비율과 같은 매개 변수를 포함한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR), monocyte-to-lymphocyte ratio (MLR), and platelet-to-lymphocyte ratio (PLR) 같은 다양한 비율은 혈액 검사 결과를 기반으로 계산하였으며, 폐색 시간 및 재관류 시간과의 잠재적 상관 관계를 탐색하는 데 사용되었다. 혈전으로 인한 폐색 시간은 림프구 감소 그룹 (3.56 [3.03-5.32] 분)과 대조군 그룹 (3.98 [3.47-4.74] 분) 간 유의적으로 차이가 나지 않았다 (p = 0.484). 폐색 시간과 NLR 간에는 유의한 상관관계가 없었다 (r = -0.108, p = 0.379), 폐색 시간과 MLR 간에도 유의한 상관관계가 없었다 (r = -0.032, p = 0.796), 또한 폐색 시간과 PLR 간에도 유의한 상관관계가 없었다(r = -0.002, p = 0.985). 혈전증 유도 후 2시간 모니터링 중에, 총 72마리중 38마리의 마우스에서는 기준 혈류의 평균치의 75%로의 혈류가 회복되지 않았다. 재관류를 경험한 마우스 중에서는, 림프구 감소 그룹의 재관류 시간이 대조군 그룹보다 유의적으로 짧았다 (35.87 분 대 72.33 분, p = 0.006). 재관류 시간과 NLR (r = -0.351, p = 0.031), MLR (r = -0.412, p = 0.010), 또는 PLR (r = -0.430, p = 0.007) 간에는 유의한 상관관계가 있었다. FTY720은 마우스에서 유의적인 림프구 감소를 유발했다. 림프구 감소는 혈전증 폐색 시간과 관련이 없었지만, 혈전의 빠른 해결과 관련이 있었다. 이러한 결과는 림프구가 혈전증의 초기 단계에는 역할을 하지 않고 혈전의 안정성에 영향을 줄 수 있음을 암시할 수 있다.