MMP—9与妊娠期高血压疾病关系的研究进展(1)
[摘要] 基质金属蛋白酶(MMPs)是一类参与降解全身各组织(包括子宫内膜)细胞外基质的蛋白酶。MMPs作为滋养细胞侵蚀的重要生化介质，通过调节子宫内膜细胞外基质的降解，参与胎盘的整个发育过程，并对妊娠的发生和维持具有重要意义。基质金属蛋白酶9作为MMPs家族中重要成员之一，目前被认为是滋养细胞分泌的最有效的蛋白水解酶，其分泌的多少直接影响胎盘滋养细胞的浸润能力和血管重铸。目前研究，妊娠期高血压疾病( Hypertensive Disorder Complicating Pregnancy，HDCP)的发生、发展与滋养细胞侵袭能力的改变密切相关。因此，为进一步明确HDCP的发病机制以指导临床的诊治，该研究就MMP-9及其与HDCP的关系进行了综述。
[关键词] 基质金属蛋白酶；基质金属蛋白酶-9；妊娠期高血压疾病
[中图分类号] R714.246 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2012)09(b)-0179-02
, 百拇医药
1 基质金属蛋白酶-9概述
基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinases， MMPs)家族包括基质中以及整合于质膜中的各种胶原酶和弹性蛋白酶等，因其需要Zn2+等金属离子作为辅助因子得名，目前已命名至MMP-28，在人类中发现的有23种。
作为MMPs家族中重要成员之一—基质金属蛋白酶9(Matrix Metalloproteinase9，MMP9)又名明胶酶B。1974年首次发现于人的中性粒细胞中。人体组织中某些白细胞(如单核细胞、巨噬细胞)、VSMC、EC、成纤维细胞、及肿瘤细胞等均可分泌MMP-9前体，在体内被酶解激活后发挥生物学作用，完成组织构形、创伤修复过程，并参与了炎性反应、基质结合的生长因子的动员及细胞因子的表达过程。
人MMP-9基因全长26 000 bp，位于20q11.2～q13.1，可编码相对分子质量为92 kDa的蛋白。其启动子区内含活化蛋白1( Active Protein-1，AP-1)、AP-2 、刺激蛋白1因子、表达序列标签结合位点、核因子κB(Nuclear Factor κB，NF-κB)和TGF-β控制元件[1]。多种刺激作用在该区的特定反应元件，从而在转录水平上实现MMP-9表达的原始调控。
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MMP-9蛋白由疏水信号肽序列、前肽序列、催化域(有锌离子结合位点，与酶催化作用密切相关)、纤维粘连蛋白样功能域(可结合明胶)和Ⅴ型胶原样功能域组成。其Ⅴ型胶原样功能域是与MMP-2(即明胶酶A)不同之处，而前肽序列主要作用是保持酶原的稳定，在MMP-9的酶原活化中有重要作用[2]，当该区域被外源性酶切断后，MMP-9酶原被激活。
MMP-9的作用底物主要是纤维蛋白原、层黏连蛋白、天然Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ型胶原等，尤其是对Ⅳ胶原的降解作用尤为突出。人体内MMP-9的激活与表达及其对底物的分解均受到严格调控，正常生理状态下MMP-9呈低水平表达，在特定的生理或病理(如胚胎植入、炎症)过程中表达上调，特别是在细胞因子(IL-1β、IL-1α、TNF-α)、激素、生长因子(TGF-α、TGF-β1、PDGF-AB) 和CD40等诱导下呈现高表达。
MMP-9 的调节主要通过3个水平实现： ①基因转录水平：TNF-α能诱导c-Jun和c-Fos 的持续激活，通过与MMP-9基因的启动子AP-1位点的结合而使MMP-9激活[3]。②酶原激活水平：MMP-9以无活性酶原形式合成、分泌，须经过蛋白水解酶活化才能发挥降解ECM的作用，还可被其他MMPs家族成员(如MMP-2、MMP-3、MMP-7)激活后发挥生物学作用[4]。③抑制剂水平：MMP-9内源性抑制调节是通过TIMP-1(组织型基质金属蛋白酶抑制剂1)来完成的。此外，MMP-9即使已被活化，仍可被α2巨球蛋白捕获并通过VLDL相关受体1介导的胞吞作用将其快速的清除[5]。
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2 MMP-9与妊娠期高血压疾病的关系
2.1 MMP-9与滋养细胞的侵袭能力
在妊娠早期，受精卵经卵裂形成桑葚胚到达子宫后，转化为囊胚，囊胚的滋养外胚层在定位和粘附子宫内膜上皮细胞之后开始着床。在此过程中，覆盖内细胞群的胚端首先与子宫内膜的表面上皮粘附并率先进入子宫内膜，随即分化为细胞滋养细胞和合体滋养细胞。胎盘绒毛的细胞滋养细胞逐渐迁徙成绒毛的基底层，形成具有强大侵蚀性的绒毛外滋养细胞(EVT)，EVT降解细胞外基质，侵入子宫内膜和子宫螺旋动脉。而MMP正是这一过程中重要的生化介质。在降解、侵袭过程中，细胞滋养层可分泌多种MMP，与其水解底物(如IV型胶原、纤维蛋白原、层黏连蛋白等)结合发挥作用。在体外培养实验中发现：妊娠7～11周，MMP-9的表达逐渐上升，在滋养细胞分泌的酶类中占主要优势[6]。作为滋养细胞分泌的最有效的蛋白水解酶，MMP-9的分泌量与滋养细胞的侵袭能力和血管重铸密切相关。由此推断MMP-9的表达及活性的变化影响滋养细胞侵袭能力的变化，从而有可能导致滋养细胞对子宫内膜侵入过浅，子宫螺旋小动脉重铸障碍，造成胎盘缺血缺氧而引发疾病，威胁母儿安全。
, 百拇医药
2.2 MMP-9与妊娠期高血压疾病
近年来，国内外学者对HDCP的发病机制做了大量研究，其中胎盘浅着床学说被认为是主要原因之一。HDCP患者的细胞滋养细胞的侵袭能力下降，导致妊娠胎盘床的血管重铸障碍、胎盘浅植入、血流灌注不足，胎盘及滋养细胞缺血缺氧，最终出现临床症状，这一观点在组织学上已经被证实。张弘等[7]研究中发现，MMP-9在子痫前期胎盘组织中的表达下降，与子痫前期的发病有关。刘力华等[8]报道了HDCP患者血清中MMP-9与同孕周正常孕妇相比，无明显改变，而HDCP患者胎盘MMP-9的表达明显低于正常孕妇。提示血清中MMP-9水平不能代表HDCP的发生发展情况。Lim等[9]对先兆子痫患者胎盘滋养细胞分离后进行体外培养，并研究证实滋养细胞分泌MMP-9及主要组织相容性抗原HLA-G蛋白的水平下降，细胞的浸润能力明显降低。由此可见，HDCP的发生发展很可能与胎盘滋养细胞低水平表达MMP-9密切相关。而刘辉等[10]通过对妊娠期高血压疾病各期和正常对照组产妇胎盘组织中MMP-9和TIMP-1的表达的研究，提示HDCP患者胎盘组织中MMP-9 和TIMP-1呈低表达，而且病情越重，其表达越低。MMP-9和TIMP-1的异常表达相互影响、相互制约，共同在HDCP的发病中起重要作用，从而可进一步解释其临床症状的严重程度。, 百拇医药(苏叶青 李红梅)
[关键词] 基质金属蛋白酶；基质金属蛋白酶-9；妊娠期高血压疾病
[中图分类号] R714.246 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2012)09(b)-0179-02
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1 基质金属蛋白酶-9概述
基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinases， MMPs)家族包括基质中以及整合于质膜中的各种胶原酶和弹性蛋白酶等，因其需要Zn2+等金属离子作为辅助因子得名，目前已命名至MMP-28，在人类中发现的有23种。
作为MMPs家族中重要成员之一—基质金属蛋白酶9(Matrix Metalloproteinase9，MMP9)又名明胶酶B。1974年首次发现于人的中性粒细胞中。人体组织中某些白细胞(如单核细胞、巨噬细胞)、VSMC、EC、成纤维细胞、及肿瘤细胞等均可分泌MMP-9前体，在体内被酶解激活后发挥生物学作用，完成组织构形、创伤修复过程，并参与了炎性反应、基质结合的生长因子的动员及细胞因子的表达过程。
人MMP-9基因全长26 000 bp，位于20q11.2～q13.1，可编码相对分子质量为92 kDa的蛋白。其启动子区内含活化蛋白1( Active Protein-1，AP-1)、AP-2 、刺激蛋白1因子、表达序列标签结合位点、核因子κB(Nuclear Factor κB，NF-κB)和TGF-β控制元件[1]。多种刺激作用在该区的特定反应元件，从而在转录水平上实现MMP-9表达的原始调控。
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MMP-9蛋白由疏水信号肽序列、前肽序列、催化域(有锌离子结合位点，与酶催化作用密切相关)、纤维粘连蛋白样功能域(可结合明胶)和Ⅴ型胶原样功能域组成。其Ⅴ型胶原样功能域是与MMP-2(即明胶酶A)不同之处，而前肽序列主要作用是保持酶原的稳定，在MMP-9的酶原活化中有重要作用[2]，当该区域被外源性酶切断后，MMP-9酶原被激活。
MMP-9的作用底物主要是纤维蛋白原、层黏连蛋白、天然Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ型胶原等，尤其是对Ⅳ胶原的降解作用尤为突出。人体内MMP-9的激活与表达及其对底物的分解均受到严格调控，正常生理状态下MMP-9呈低水平表达，在特定的生理或病理(如胚胎植入、炎症)过程中表达上调，特别是在细胞因子(IL-1β、IL-1α、TNF-α)、激素、生长因子(TGF-α、TGF-β1、PDGF-AB) 和CD40等诱导下呈现高表达。
MMP-9 的调节主要通过3个水平实现： ①基因转录水平：TNF-α能诱导c-Jun和c-Fos 的持续激活，通过与MMP-9基因的启动子AP-1位点的结合而使MMP-9激活[3]。②酶原激活水平：MMP-9以无活性酶原形式合成、分泌，须经过蛋白水解酶活化才能发挥降解ECM的作用，还可被其他MMPs家族成员(如MMP-2、MMP-3、MMP-7)激活后发挥生物学作用[4]。③抑制剂水平：MMP-9内源性抑制调节是通过TIMP-1(组织型基质金属蛋白酶抑制剂1)来完成的。此外，MMP-9即使已被活化，仍可被α2巨球蛋白捕获并通过VLDL相关受体1介导的胞吞作用将其快速的清除[5]。
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2 MMP-9与妊娠期高血压疾病的关系
2.1 MMP-9与滋养细胞的侵袭能力
在妊娠早期，受精卵经卵裂形成桑葚胚到达子宫后，转化为囊胚，囊胚的滋养外胚层在定位和粘附子宫内膜上皮细胞之后开始着床。在此过程中，覆盖内细胞群的胚端首先与子宫内膜的表面上皮粘附并率先进入子宫内膜，随即分化为细胞滋养细胞和合体滋养细胞。胎盘绒毛的细胞滋养细胞逐渐迁徙成绒毛的基底层，形成具有强大侵蚀性的绒毛外滋养细胞(EVT)，EVT降解细胞外基质，侵入子宫内膜和子宫螺旋动脉。而MMP正是这一过程中重要的生化介质。在降解、侵袭过程中，细胞滋养层可分泌多种MMP，与其水解底物(如IV型胶原、纤维蛋白原、层黏连蛋白等)结合发挥作用。在体外培养实验中发现：妊娠7～11周，MMP-9的表达逐渐上升，在滋养细胞分泌的酶类中占主要优势[6]。作为滋养细胞分泌的最有效的蛋白水解酶，MMP-9的分泌量与滋养细胞的侵袭能力和血管重铸密切相关。由此推断MMP-9的表达及活性的变化影响滋养细胞侵袭能力的变化，从而有可能导致滋养细胞对子宫内膜侵入过浅，子宫螺旋小动脉重铸障碍，造成胎盘缺血缺氧而引发疾病，威胁母儿安全。
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2.2 MMP-9与妊娠期高血压疾病
近年来，国内外学者对HDCP的发病机制做了大量研究，其中胎盘浅着床学说被认为是主要原因之一。HDCP患者的细胞滋养细胞的侵袭能力下降，导致妊娠胎盘床的血管重铸障碍、胎盘浅植入、血流灌注不足，胎盘及滋养细胞缺血缺氧，最终出现临床症状，这一观点在组织学上已经被证实。张弘等[7]研究中发现，MMP-9在子痫前期胎盘组织中的表达下降，与子痫前期的发病有关。刘力华等[8]报道了HDCP患者血清中MMP-9与同孕周正常孕妇相比，无明显改变，而HDCP患者胎盘MMP-9的表达明显低于正常孕妇。提示血清中MMP-9水平不能代表HDCP的发生发展情况。Lim等[9]对先兆子痫患者胎盘滋养细胞分离后进行体外培养，并研究证实滋养细胞分泌MMP-9及主要组织相容性抗原HLA-G蛋白的水平下降，细胞的浸润能力明显降低。由此可见，HDCP的发生发展很可能与胎盘滋养细胞低水平表达MMP-9密切相关。而刘辉等[10]通过对妊娠期高血压疾病各期和正常对照组产妇胎盘组织中MMP-9和TIMP-1的表达的研究，提示HDCP患者胎盘组织中MMP-9 和TIMP-1呈低表达，而且病情越重，其表达越低。MMP-9和TIMP-1的异常表达相互影响、相互制约，共同在HDCP的发病中起重要作用，从而可进一步解释其临床症状的严重程度。, 百拇医药(苏叶青 李红梅)