三种基质金属蛋白酶在鼻息肉组织中的表达
作者：张欣欣 郭永清 董震 杨占泉
单位：
关键词：鼻息肉；；金属蛋白酶类；；鼻粘膜
中华耳鼻咽喉科杂志990611 【摘要】 目的 探讨三种基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)与鼻息肉发病的关系。方法 采用免疫组化法对MMPs成员中MMP2、MMP9及MMP3在32例鼻息肉组织中的表达进行研究。结果 正常鼻粘膜未见有三者的表达，鼻息肉组织中MMPs阳性细胞主要位于基底膜附近的细胞。上皮细胞、血液细胞及浸润的炎细胞表达MMP9;成纤维细胞、浸润的炎细胞和上皮细胞表达MMP2;少部分上皮细胞和浸润的炎细胞表达MMP3。与正常鼻粘膜相比，鼻息肉组织中三者的阳性细胞过度表达，三者的阳性细胞表达数比较，MMP9明显高于MMP2和MMP3(P<0.01)。 结论 MMP2、MMP9及MMP3在鼻息肉组织中过度表达，它们可破坏基底膜导致鼻粘膜病理性改变，在鼻息肉的发生发展中起到了重要的作用，MMP9似乎起到了更重要的作用。
, http://www.100md.com
The significance of matrix metalloproteinases expression in nasal polyps
ZHANG Xinxin, GUO Yongqing, DONG Zhen,et al.Third Clinical College of Norman Bethune University of Medical Sciences,Changchun 130031
【Abstract】 Objective To explore the role of matrix metalloproteinases(MMPs) in nasal polyp formation. Methods The expression of MMP9,MMP2 and MMP3 was studied in 32 nasal polyps by immunohistochemical method. Results MMPs could not be detected in all samples of normal mucosa. In nasal polyp tissue, MMP9 was observed epithelial in cells , inflammatory cell and blood cells, MMP2 was detected in fibroblasts, epithelial cells and inflammatory cells, and MMP3 was detected in inflammatory cells and epithelial cells. Compare to normal mucosa, MMP9, MMP2 and MMP3 was over expressed in their positive cells of polyp. The expression of MMP9 was higher than that of MMP2 and MMP3 in nasal polyp tissue (P<0.01). Conclusion MMP9, MMP2 and MMP3 were strongly correlated with nasal polyp formation. They cause pathological changes in nasal mucosa and MMP9 may play the most important role among them.
, 百拇医药
【Key words】 Nasal polyps Metalloproteinases Nasalmucosa
鼻息肉的病因至今尚未完全阐明，由于其高度的复发倾向，致病原因仍是许多学者关注的热点问题。以往认为鼻息肉的发生与炎症、感染及变态反应有关。1995年Caye-Tomasen等[1]在对息肉形成的病理研究中发现上皮及基底膜的断裂是息肉形成早期的关键步骤。近年研究表明:一类参与结缔组织更新的蛋白水解酶——基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)可有效降解细胞外基质成分，其中MMP2和MMP9可降解基底膜的主要成分IV型胶原，MMP3可降解基质的其它成分。它们的异常表达，在许多疾病的发生发展中起到重要的作用[2,3]。为探讨MMPs与鼻息肉发病的关系，我们对MMPs成员中的MMP2、MMP9及MMP3在鼻息肉的表达进行研究，报道如下。
材料与方法
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1.临床资料及标本采集：取鼻息肉标本32例，男14例，女18例；年龄16～46岁，平均37.2岁。所有患者均无变应性鼻炎病史。正常鼻粘膜10例，取自鼾症及经鼻垂体瘤切除术患者，其中男6例，女4例，年龄34～50岁，平均41岁。
2.方法：所有新鲜标本经液氮冷冻，制成5 μm的冰冻切片。抗MMP2、MMP9和MMP3单克隆抗体及SP免疫组化试剂盒分别由日本Fik公司及美国Doka公司提供，第一抗体工作浓度为1∶100。PBS代替第一抗体作阴性对照。
主要步骤：组织切片风干，冷丙酮固定，3%双氧水去除内源性过氧化酶，10%的正常羊血清封闭，其它步骤按SP试剂盒操作。DAB染色，苏木素复染，透明封片。
3.阳性细胞计数及统计学方法：先在低倍镜下找到MMPs阳性表达密集区域，然后计数MMPs 阳性细胞数。计数200倍镜下6个视野MMPs阳性表达细胞数，其平均值为MMPs的阳性细胞数。
, 百拇医药
实验数据采用t检验。
结果
1.染色结果：正常鼻粘膜未见MMP2、MMP9及MMP3的阳性表达。在鼻息肉组织中MMPs阳性表达主要位于基底膜附近的细胞，三者阳性细胞表达见表1和图1～4。
表1 MMPs 阳性细胞在鼻息肉组织中表达状况 MMPs
上皮细胞
成纤维细胞
浸润的炎细胞
血液细胞
MMP9
+
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+
+
MMP2
+
+
+
-
MMP3
+
-
+
-
注:(+)阳性表达；(-) 阴性表达 2.MMP2、MMP9及MMP3在鼻息肉组织中阳性细胞数分析：三者的阳性细胞表达数(
±s)分别为(41.34±5.21)个、(62.16±3.14)个和(35.94±4.18)个，鼻息肉组织中MMPs三者间比较，MMP9>MMP2>MMP3，其中MMP9明显高于MMP2和MMP3(t=6.83,P<0.01),后两者间比较，差异无显著意义(P>0.05)。
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讨论
鼻息肉的发病原因有许多学说，目前研究认为基底膜的断裂是息肉形成的最初、最关键的步骤[1]。研究表明，能有效降解细胞外基质成分的酶类包括丝氨酸蛋白酶类、半胱氨酸蛋白酶类及MMPs，其中MMPs是降解细胞外基质的主要代表酶类[4]，各个MMPs成员切割结缔组织的不同成分。迄今为止，已发现MMPs多基因家族成员不少于10个，其中相对分子质量92 000 的MMP9 和72 000的MMP2为IV型胶原酶，可有效降解基底膜的主要成分IV型胶原及明胶，MMP3为基质分解素1，可降解蛋白多糖、层粘连素、纤维粘连素及IV型胶原。在正常生理条件下,MMPs参与细胞外基质的代谢,在许多组织重建中发挥重要的生理作用。而MMPs活性异常，可大量破坏细胞外基质成分，在诸如牙周病、肿瘤浸润及转移、肝纤维化、骨关节病和风湿性关节炎等的病理改变中起着重要的作用[2,3,5]。
Harada等[6]在鼻息肉组织中发现了MMP2及MMP9的阳性表达。我们的研究发现，在正常鼻粘膜未见有MMPs的阳性表达，在鼻息肉组织中基底膜附近的细胞大量表达MMPs，基底膜以外的组织几乎没有MMPs阳性细胞(图4)。光学显微镜可见上皮细胞(大部分为基底细胞)、基底膜下方浸润的炎细胞及少部分成纤维细胞和血液细胞表达MMPs。值得注意的是基底膜下方的淋巴细胞不表达MMPs。这一免疫组化结果表明，基底膜附近异常增多的MMPs在降解鼻粘膜上皮的基底膜，从而导致基底膜断裂的病理过程中发挥了重要作用。与正常鼻粘膜相比，MMP2、MMP9和MMP3阳性细胞数在鼻息肉组织中过度表达，其中MMP9明显高于MMP2和MMP3。推测MMPs在鼻息肉的形成中均起到了一定的作用，而MMP9可能起到了最主要的作用。
, 百拇医药
至于三者如何导致鼻粘膜的病理性改变以及在鼻息肉形成中的主要作用,我们从以下二方面考虑：①异常增多的MMPs通过降解细胞外间质成分导致基底膜断裂、消失,固有层结缔组织疏松,进而使鼻粘膜弹性下降，抗水肿的因素降低，利于水肿范围的快速增大,加之鼻息肉粘膜血管内的血液细胞表达MMP9,它通过降解血管的基底膜，可能使一些在正常状态下不能通过血管壁的血液中的大分子物质漏出到血管外，加速了鼻粘膜水肿的形成；②鼻息肉的另一些病理改变，如上皮的增生、炎细胞的大量浸润则似乎更有助于上皮细胞、炎细胞产生大量的MMPs。鼻息肉的病理改变中既有由于MMPs增多导致的结果,又有使MMPs增多的原因。
MMPs对鼻息肉形成的另一重要意义表现为诱发鼻息肉产生的某些细胞因子如白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β),肿瘤坏死因子-α( tumor necrosis factor α,TNF-α)及干扰素(interferon,IFN)等可通过刺激原癌基因产物c-FOS和c-JUN 的表达而增加大多数MMPs的基因表达[7]。这是否表明细胞因子在鼻息肉中具有促使MMPs增多的作用。
, 百拇医药
3种MMPs中的成员参与了鼻息肉的形成，在鼻息肉的发生发展中起到了重要的作用。因此，设想通过抑制MMPs的活性来治疗和预防鼻息肉的发生，以及防止或延缓术后鼻息肉的复发。
图1 鼻息肉组织中上皮细胞(大部分为基底细胞)、浸润的炎细胞表达MMP9、MMP2及MMP3。SP ×200
图2 鼻息肉中的血液细胞表达MMP9。SP ×400
图3 鼻息肉组织中少部分成纤维细胞表达MMP2。 SP ×400
, 百拇医药
图4 鼻息肉组织中MMPs阳性细胞主要位于基底膜附近，基底膜以下的组织
几乎无MMPs阳性细胞。淋巴细胞不表达MMPs。SP ×100
作者单位：130031长春 白求恩医科大学第三临床学院耳鼻咽喉-头颈外科
参考文献
1 Caye-Tomasen P,Hermansson A,Tos M,et al.Polyp patho genesis——a histopathological study in experimental otitis media.Acta Otolaryngol,1995,115:76-82.
2 Haerian A,Adonogianaki Z,Mooney J,et al.Gingival crevicular stromelysin, collagenase and tissue inhibitor of metalloproteinases levels in healthy and diseased sites.J Clin Periodontol, 1995,22:505-509.
, 百拇医药
3 Naylor MS,Stamp GW,Davies BD,et al.Expression and activity of MMPS and their regulators in ovarian cancer.Int J Cancer, 1994, 58:50-56.
4 Mignatti P,Rifkin DB.Biology and biochemistry of proteinases in tumor invasion. Physiol Rev,1993,73:161-195.
5 Woessner JF Jr.The family of matrix metalloproteinases.Ann N Y Acad Sci,1994,732:11-21.
6 Harada T, Nonoyama T, Shinogi J,et al.The role of extracellular matrix and their degradation system in nasal polyp formation. Am J Rhinol,1997,11:412-413.
7 Conca W,Kaplan PB,Krane SM.Increases in levels of procollagenase mRNA in human fibroblasts induced by interleukin-1,tumor necrosis factor-alpha, or serum follow c-Jun expression and are dependent on new protein synthesis. Trans Assoc Am Physicians,1989,102:195-203.
(收稿：1999-02-16), http://www.100md.com
单位：
关键词：鼻息肉；；金属蛋白酶类；；鼻粘膜
中华耳鼻咽喉科杂志990611 【摘要】 目的 探讨三种基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)与鼻息肉发病的关系。方法 采用免疫组化法对MMPs成员中MMP2、MMP9及MMP3在32例鼻息肉组织中的表达进行研究。结果 正常鼻粘膜未见有三者的表达，鼻息肉组织中MMPs阳性细胞主要位于基底膜附近的细胞。上皮细胞、血液细胞及浸润的炎细胞表达MMP9;成纤维细胞、浸润的炎细胞和上皮细胞表达MMP2;少部分上皮细胞和浸润的炎细胞表达MMP3。与正常鼻粘膜相比，鼻息肉组织中三者的阳性细胞过度表达，三者的阳性细胞表达数比较，MMP9明显高于MMP2和MMP3(P<0.01)。 结论 MMP2、MMP9及MMP3在鼻息肉组织中过度表达，它们可破坏基底膜导致鼻粘膜病理性改变，在鼻息肉的发生发展中起到了重要的作用，MMP9似乎起到了更重要的作用。
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The significance of matrix metalloproteinases expression in nasal polyps
ZHANG Xinxin, GUO Yongqing, DONG Zhen,et al.Third Clinical College of Norman Bethune University of Medical Sciences,Changchun 130031
【Abstract】 Objective To explore the role of matrix metalloproteinases(MMPs) in nasal polyp formation. Methods The expression of MMP9,MMP2 and MMP3 was studied in 32 nasal polyps by immunohistochemical method. Results MMPs could not be detected in all samples of normal mucosa. In nasal polyp tissue, MMP9 was observed epithelial in cells , inflammatory cell and blood cells, MMP2 was detected in fibroblasts, epithelial cells and inflammatory cells, and MMP3 was detected in inflammatory cells and epithelial cells. Compare to normal mucosa, MMP9, MMP2 and MMP3 was over expressed in their positive cells of polyp. The expression of MMP9 was higher than that of MMP2 and MMP3 in nasal polyp tissue (P<0.01). Conclusion MMP9, MMP2 and MMP3 were strongly correlated with nasal polyp formation. They cause pathological changes in nasal mucosa and MMP9 may play the most important role among them.
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【Key words】 Nasal polyps Metalloproteinases Nasalmucosa
鼻息肉的病因至今尚未完全阐明，由于其高度的复发倾向，致病原因仍是许多学者关注的热点问题。以往认为鼻息肉的发生与炎症、感染及变态反应有关。1995年Caye-Tomasen等[1]在对息肉形成的病理研究中发现上皮及基底膜的断裂是息肉形成早期的关键步骤。近年研究表明:一类参与结缔组织更新的蛋白水解酶——基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)可有效降解细胞外基质成分，其中MMP2和MMP9可降解基底膜的主要成分IV型胶原，MMP3可降解基质的其它成分。它们的异常表达，在许多疾病的发生发展中起到重要的作用[2,3]。为探讨MMPs与鼻息肉发病的关系，我们对MMPs成员中的MMP2、MMP9及MMP3在鼻息肉的表达进行研究，报道如下。
材料与方法
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1.临床资料及标本采集：取鼻息肉标本32例，男14例，女18例；年龄16～46岁，平均37.2岁。所有患者均无变应性鼻炎病史。正常鼻粘膜10例，取自鼾症及经鼻垂体瘤切除术患者，其中男6例，女4例，年龄34～50岁，平均41岁。
2.方法：所有新鲜标本经液氮冷冻，制成5 μm的冰冻切片。抗MMP2、MMP9和MMP3单克隆抗体及SP免疫组化试剂盒分别由日本Fik公司及美国Doka公司提供，第一抗体工作浓度为1∶100。PBS代替第一抗体作阴性对照。
主要步骤：组织切片风干，冷丙酮固定，3%双氧水去除内源性过氧化酶，10%的正常羊血清封闭，其它步骤按SP试剂盒操作。DAB染色，苏木素复染，透明封片。
3.阳性细胞计数及统计学方法：先在低倍镜下找到MMPs阳性表达密集区域，然后计数MMPs 阳性细胞数。计数200倍镜下6个视野MMPs阳性表达细胞数，其平均值为MMPs的阳性细胞数。
, 百拇医药
实验数据采用t检验。
结果
1.染色结果：正常鼻粘膜未见MMP2、MMP9及MMP3的阳性表达。在鼻息肉组织中MMPs阳性表达主要位于基底膜附近的细胞，三者阳性细胞表达见表1和图1～4。
表1 MMPs 阳性细胞在鼻息肉组织中表达状况 MMPs
上皮细胞
成纤维细胞
浸润的炎细胞
血液细胞
MMP9
+
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MMP2
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MMP3
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注:(+)阳性表达；(-) 阴性表达 2.MMP2、MMP9及MMP3在鼻息肉组织中阳性细胞数分析：三者的阳性细胞表达数(
±s)分别为(41.34±5.21)个、(62.16±3.14)个和(35.94±4.18)个，鼻息肉组织中MMPs三者间比较，MMP9>MMP2>MMP3，其中MMP9明显高于MMP2和MMP3(t=6.83,P<0.01),后两者间比较，差异无显著意义(P>0.05)。, http://www.100md.com
讨论
鼻息肉的发病原因有许多学说，目前研究认为基底膜的断裂是息肉形成的最初、最关键的步骤[1]。研究表明，能有效降解细胞外基质成分的酶类包括丝氨酸蛋白酶类、半胱氨酸蛋白酶类及MMPs，其中MMPs是降解细胞外基质的主要代表酶类[4]，各个MMPs成员切割结缔组织的不同成分。迄今为止，已发现MMPs多基因家族成员不少于10个，其中相对分子质量92 000 的MMP9 和72 000的MMP2为IV型胶原酶，可有效降解基底膜的主要成分IV型胶原及明胶，MMP3为基质分解素1，可降解蛋白多糖、层粘连素、纤维粘连素及IV型胶原。在正常生理条件下,MMPs参与细胞外基质的代谢,在许多组织重建中发挥重要的生理作用。而MMPs活性异常，可大量破坏细胞外基质成分，在诸如牙周病、肿瘤浸润及转移、肝纤维化、骨关节病和风湿性关节炎等的病理改变中起着重要的作用[2,3,5]。
Harada等[6]在鼻息肉组织中发现了MMP2及MMP9的阳性表达。我们的研究发现，在正常鼻粘膜未见有MMPs的阳性表达，在鼻息肉组织中基底膜附近的细胞大量表达MMPs，基底膜以外的组织几乎没有MMPs阳性细胞(图4)。光学显微镜可见上皮细胞(大部分为基底细胞)、基底膜下方浸润的炎细胞及少部分成纤维细胞和血液细胞表达MMPs。值得注意的是基底膜下方的淋巴细胞不表达MMPs。这一免疫组化结果表明，基底膜附近异常增多的MMPs在降解鼻粘膜上皮的基底膜，从而导致基底膜断裂的病理过程中发挥了重要作用。与正常鼻粘膜相比，MMP2、MMP9和MMP3阳性细胞数在鼻息肉组织中过度表达，其中MMP9明显高于MMP2和MMP3。推测MMPs在鼻息肉的形成中均起到了一定的作用，而MMP9可能起到了最主要的作用。
, 百拇医药
至于三者如何导致鼻粘膜的病理性改变以及在鼻息肉形成中的主要作用,我们从以下二方面考虑：①异常增多的MMPs通过降解细胞外间质成分导致基底膜断裂、消失,固有层结缔组织疏松,进而使鼻粘膜弹性下降，抗水肿的因素降低，利于水肿范围的快速增大,加之鼻息肉粘膜血管内的血液细胞表达MMP9,它通过降解血管的基底膜，可能使一些在正常状态下不能通过血管壁的血液中的大分子物质漏出到血管外，加速了鼻粘膜水肿的形成；②鼻息肉的另一些病理改变，如上皮的增生、炎细胞的大量浸润则似乎更有助于上皮细胞、炎细胞产生大量的MMPs。鼻息肉的病理改变中既有由于MMPs增多导致的结果,又有使MMPs增多的原因。
MMPs对鼻息肉形成的另一重要意义表现为诱发鼻息肉产生的某些细胞因子如白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β),肿瘤坏死因子-α( tumor necrosis factor α,TNF-α)及干扰素(interferon,IFN)等可通过刺激原癌基因产物c-FOS和c-JUN 的表达而增加大多数MMPs的基因表达[7]。这是否表明细胞因子在鼻息肉中具有促使MMPs增多的作用。
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3种MMPs中的成员参与了鼻息肉的形成，在鼻息肉的发生发展中起到了重要的作用。因此，设想通过抑制MMPs的活性来治疗和预防鼻息肉的发生，以及防止或延缓术后鼻息肉的复发。
图1 鼻息肉组织中上皮细胞(大部分为基底细胞)、浸润的炎细胞表达MMP9、MMP2及MMP3。SP ×200
图2 鼻息肉中的血液细胞表达MMP9。SP ×400
图3 鼻息肉组织中少部分成纤维细胞表达MMP2。 SP ×400
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图4 鼻息肉组织中MMPs阳性细胞主要位于基底膜附近，基底膜以下的组织
几乎无MMPs阳性细胞。淋巴细胞不表达MMPs。SP ×100
作者单位：130031长春 白求恩医科大学第三临床学院耳鼻咽喉-头颈外科
参考文献
1 Caye-Tomasen P,Hermansson A,Tos M,et al.Polyp patho genesis——a histopathological study in experimental otitis media.Acta Otolaryngol,1995,115:76-82.
2 Haerian A,Adonogianaki Z,Mooney J,et al.Gingival crevicular stromelysin, collagenase and tissue inhibitor of metalloproteinases levels in healthy and diseased sites.J Clin Periodontol, 1995,22:505-509.
, 百拇医药
3 Naylor MS,Stamp GW,Davies BD,et al.Expression and activity of MMPS and their regulators in ovarian cancer.Int J Cancer, 1994, 58:50-56.
4 Mignatti P,Rifkin DB.Biology and biochemistry of proteinases in tumor invasion. Physiol Rev,1993,73:161-195.
5 Woessner JF Jr.The family of matrix metalloproteinases.Ann N Y Acad Sci,1994,732:11-21.
6 Harada T, Nonoyama T, Shinogi J,et al.The role of extracellular matrix and their degradation system in nasal polyp formation. Am J Rhinol,1997,11:412-413.
7 Conca W,Kaplan PB,Krane SM.Increases in levels of procollagenase mRNA in human fibroblasts induced by interleukin-1,tumor necrosis factor-alpha, or serum follow c-Jun expression and are dependent on new protein synthesis. Trans Assoc Am Physicians,1989,102:195-203.
(收稿：1999-02-16), http://www.100md.com