浦光瑞，張 虹

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔科，遼寧大連 116011)

基質(zhì)金屬蛋白酶在口腔扁平苔蘚、白斑及鱗癌中的研究進(jìn)展

浦光瑞，張 虹

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔科，遼寧大連 116011)

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是細(xì)胞外基質(zhì)降解所必需的蛋白酶家族，在基質(zhì)成分的合成和降解過程中起著重要作用。MMPs的作用可被其抑制劑(tissue Inhibitor of metalloproteinases，TIMPs)特異性抑制，在正常生理狀態(tài)下，MMPs與TIMP協(xié)同產(chǎn)生，維持動(dòng)態(tài)平衡，但當(dāng)這種平衡被打破時(shí)基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)(extracelluar matix，ECM)的代謝發(fā)生異常，導(dǎo)致各種疾病并促進(jìn)疾病惡化?，F(xiàn)將MMPs和TIMPs與口腔扁平苔蘚(oral lichen planus，OLP)及其他口腔疾病的關(guān)系作如下綜述。

基質(zhì)金屬蛋白酶2;基質(zhì)金屬蛋白酶9;扁平苔蘚;白斑;磷癌

1 基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)

1.1 MMPs的種類

MMPs是一組含鋅的鈣離子依賴性蛋白酶，屬肽鏈內(nèi)切酶家族，主要參與細(xì)胞外基質(zhì)的代謝，pH中性時(shí)活性最佳。目前已知的MMPs有20多種，根據(jù)不同的作用底物分為5類:膠原酶類、明膠酶類、基質(zhì)降解素類、間質(zhì)溶素和膜型基質(zhì)金屬蛋白酶類。MMP-2和MMP-9屬明膠酶類，是一種糖基化蛋白酶，主要降解Ⅳ型膠原和層黏連蛋白。由于這兩種成分是基底膜帶的骨架，所以MMP-2和MMP-9是研究基底膜損傷最重要的一類酶。

1.2 MMPs的主要特點(diǎn)

(1)蛋白酶以酶原形式分泌，酶原可被蛋白酶或有機(jī)汞制劑激活;(2)激活后的酶可裂解一種或多種細(xì)胞外質(zhì)成分，每一種MMP至少可降解基質(zhì)的一種成分;(3)酶的活性可被組織金屬蛋白酶抑制劑抑制;(4)體內(nèi)存在它們的天然激活劑和抑制劑;(5)在正常生理狀態(tài)下具有活性。

1.3 MMPs的主要功能

(1)降解細(xì)胞外基質(zhì);(2)促進(jìn)新生血管形成;(3)調(diào)節(jié)細(xì)胞間的粘附;(4)激活具有潛在活性的蛋白質(zhì)。MMPs之間的精細(xì)調(diào)節(jié)對維持BM和ECM內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要。

2 基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑

MMPs的表達(dá)調(diào)控主要在3個(gè)水平，即基因轉(zhuǎn)錄、MMPs酶原的激活、TIMPs對MMPs的抑制3個(gè)水平。TIMPs是一組能抑制MMPs活性的多功能因子，MMPs和TIMPs之間的平衡失調(diào)，會(huì)導(dǎo)致MMPs的活性凈增加，在正常ECM的改建和各種病理過程中有重要作用。迄今發(fā)現(xiàn)的TIMPs家族有4種，即TIMP-1、2、3、4，其與 MMPs以 1∶1 形成 TIMPMMP復(fù)合體，阻礙酶原的活化并抑制MMPs的活性，TIMPs還可以直接抑制已經(jīng)激活的 MMPs。TIMPs對MMPs的抑制作用既有一定的交叉性又有特定的選擇性，不同的TIMPs成員又各有其特殊性。TIMP-1及TIMP-2與明膠酶原結(jié)合后，仍能抑制MMPs活性，提示TIMPs可與明膠酶原及MMPs形成三重復(fù)合物。

3 基質(zhì)金屬蛋白酶與口腔黏膜癌前病變

3.1 MMPs與口腔白斑

口腔白斑是最常見的口腔黏膜癌前病變，蔡華雄等［1］研究發(fā)現(xiàn)癌變組織的 MMP-2，MMP-9表達(dá)陽性率高于正常組;白斑組的MMP-2表達(dá)陽性率與正常組無顯著性差別，MMP-9表達(dá)陽性率高于正常組;3組間的TIMP-2表達(dá)無明顯差異，表明在口腔黏膜的癌變過程中MMP-2和MMP-9的表達(dá)隨著癌變程度的發(fā)展而增加。Tortorici S等［2］研究表明腫瘤壞死因子-α可以刺激MMP-9表達(dá)增加，在口腔癌的早期浸潤中起著重要作用;在癌前病變的角質(zhì)細(xì)胞系白斑病中MMP-9是繼TNF-α和NF-κB之后的第3個(gè)相關(guān)的重要蛋白質(zhì)。Tortorili S等［3］在研究怎樣區(qū)分白斑病的臨床分型的調(diào)查中通過免疫組化法和反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈(RTPCR)兩種方法，結(jié)果都顯示在增生型白斑病例中MMP-2和MMP-9都高表達(dá)，且與正常組織相比差異有顯著性。

3.2 MMPs與扁平苔蘚

口腔扁平苔蘚是發(fā)生在口腔黏膜的一種慢性、淺表性炎癥損害，研究表明基底膜(basement membrane，BM)的損傷在扁平苔蘚的發(fā)病中有重要作用。MMP-9由間質(zhì)細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌［4］，它的底物(層粘連蛋白和IV型膠原)是基底膜的主要組成成分，可以引起基底膜的崩潰［5］。丁政云等［6］研究發(fā)現(xiàn) MMP-9在扁平苔蘚基底膜的降解中發(fā)揮重要作用，扁平苔蘚中MMP-9在角化細(xì)胞中表達(dá)增加，而這些角化細(xì)胞所在區(qū)域基底膜不正常，因此其可能影響基底膜的結(jié)構(gòu)。王慧等［7］研究發(fā)現(xiàn)MMP-9在扁平苔蘚皮損區(qū)的表達(dá)明顯高于正常皮膚組織，正常組織中呈陰性或弱陽性表達(dá)，差異有顯著性意義。Mazzarella等［8］研究表明糜爛型OLP中MMPs的表達(dá)均高于非糜爛型OLP，因此MMPs的表達(dá)與OLP的臨床表現(xiàn)密切相關(guān)。Rubaci AH等［9］研究顯示MMP-2，MMP-7和TIMP-1可能參與了OLP的病變形成。Paulusová V 等［10］研究結(jié)果顯示在所有扁平苔蘚病例中，MMP-9主要表達(dá)在上皮基底層和棘層的角質(zhì)細(xì)胞中，此外上皮淋巴細(xì)胞中和固有層的炎性深入淋巴細(xì)胞中也有表達(dá)，提示了MMP-9與OLP的發(fā)病機(jī)制直接相關(guān)。Chen Y等［11］研究結(jié)果提示基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)從正常黏膜，非萎縮性O(shè)LP，萎縮性O(shè)LP到口腔鱗狀細(xì)胞癌逐漸增加，在萎縮性 OLP中的表達(dá)顯著大于非萎縮性O(shè)LP。此外，TIMP-2和TGF-β1與基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)并聯(lián)增加。其結(jié)果表明MMPs和TIMPs之間的失衡可能參與了口腔扁平苔蘚的癌變。MMP-2，MT1-MMP，特別是MMP-9可能是有用的標(biāo)記物，用于判斷從口腔扁平苔蘚向惡性轉(zhuǎn)化的效力。然而Gunduz等［12］檢測到 MMP-2在 OLP病損區(qū)上皮層中不表達(dá)或低表達(dá)，MMP-9集中表達(dá)于真皮炎性浸潤細(xì)胞中，纖維連接素在上皮基底層及真皮層缺失。以上研究提示扁平苔蘚中MMP-2、MMP-9的異常表達(dá)可能與基底膜的破壞存在聯(lián)系。

4 MMPs和TIMPs與口腔鱗癌

在腫瘤細(xì)胞侵襲過程中，腫瘤細(xì)胞首先與基底膜表面受體結(jié)合，然后分泌MMPs等降解酶或誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞分泌酶來降解ECM和BM，最終腫瘤細(xì)胞沿基底膜的缺損和基質(zhì)空隙向周圍生長。Suarez-Roa ML等［13］研究結(jié)果表明MMP-2在機(jī)體正常組織和腫瘤之間呈現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)的表達(dá)過程，這種互動(dòng)現(xiàn)象有利于腫瘤細(xì)胞向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。劉友良等［14］研究結(jié)果提示口腔高分化鱗癌、低分化鱗癌、正?？谇火つそM織中，MMP-9表達(dá)強(qiáng)度依次遞增，TIMP-1表達(dá)強(qiáng)度依次遞減。其結(jié)論提示MMP-9可能在口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，其活性受TIMP-1的負(fù)性調(diào)控。劉建偉等［15］研究結(jié)果提示OSCC中VEGF、MMP-9的表達(dá)與患者的年齡、性別、病變部位無關(guān)，與腫瘤分期、組織學(xué)分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P＜0.05)。VEGF與MMP-9的表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.446，P ＜0.01)。其結(jié)論提示VEGF、MMP-9在口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，二者聯(lián)合檢測可為口腔鱗狀細(xì)胞癌惡性程度和預(yù)后的判斷提供有效證據(jù)。張瑛等［16］研究表明MMP-9的表達(dá)率與其臨床分期及有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān);臨床分期越高，MMP-9的表達(dá)越高(P＜0.05);有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者M(jìn)MP-9的表達(dá)量較無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者明顯增加(P＜0.05)。TIMP-2的陽性表達(dá)率與T分類、臨床分期和有、無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。隨著T分類、臨床分期的增高，TIMP-2的表達(dá)率明顯降低(P＜0.05);有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者TIMP-2的表達(dá)較無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者明顯降低(P＜0.05)。其結(jié)論提示 VEGF、MMP-9的高表達(dá)和TIMP-2的低表達(dá)與口腔鱗癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移明顯相關(guān)。MMP-9的高表達(dá)和TIMP-2的低表達(dá)與口腔鱗癌的臨床分期和疾病進(jìn)展有一定關(guān)系。柳海等［17］研究表明口腔鱗癌中 MMP-2、TIMP-2在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的表達(dá)高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中MMP-2/TIMP-2比值顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，提示隨著腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移，MMP-2與TIMP-2的表達(dá)均有上調(diào)，但在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中MMP-2的上調(diào)幅度大于TIMP-2;提示MMP-2的表達(dá)與腫瘤的惡性度和侵襲能力呈正相關(guān)，因此MMP-2可以作為臨床工作中判斷口腔鱗癌預(yù)后的分子指標(biāo)，與不良預(yù)后有關(guān)，并且在癌變過程中細(xì)胞有通過TIMP-2的表達(dá)上調(diào)抑制癌細(xì)胞浸潤轉(zhuǎn)移的特性。與MMP-2和TIMP-2兩個(gè)單獨(dú)指標(biāo)相比，MMP-2/TIMP-2比值的檢測對評估口腔鱗癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移潛能具有更為重要的意義。Tamamura R等［18］研究結(jié)果顯示，在異常增生組織(OED)的基底層膠原蛋白α(Ⅳ)鏈仍完好，在原位癌的基底層中膠原蛋白α(Ⅳ)鏈顯示出初始的擾亂跡象，在口腔鱗癌中表現(xiàn)出不同程度的膠原蛋白α(Ⅳ)鏈的降解。MMP-2和MMP-9在OED中沒有檢測到，但在原位癌中檢測到。在口腔鱗癌中，這些蛋白水解酶表達(dá)在相應(yīng)的膠原蛋白α(IV)鏈損失的地區(qū)。其結(jié)果表明，膠原蛋白 α(IV)鏈的損失降解與MMP-2，MMP-9表達(dá)呈正相關(guān)，從OED到OSCC的進(jìn)展過程中，這些蛋白質(zhì)的改變至關(guān)重要。Hermandez-Perez M等［19］研究結(jié)果顯示從角化的皮膚黏膜，原位癌，高分化鱗狀細(xì)胞癌到中、低分化的鱗狀細(xì)胞癌，MMP-2，MMP-9在腫瘤細(xì)胞的表達(dá)上呈現(xiàn)一個(gè)顯著的線性增長趨勢(統(tǒng)計(jì)學(xué))，這4種病變的間質(zhì)細(xì)胞也呈現(xiàn)出MMP-2，MMP-9表達(dá)的線性增長趨勢，可見MMP-2，MMP-9的高表達(dá)與疾病進(jìn)展呈現(xiàn)相關(guān)性。Vicente JC等［20］研究發(fā)現(xiàn)MMP-9的表達(dá)與惡性腫瘤的分化程度及臨床分期有關(guān)，TNMIII+IV期患者M(jìn)MP-9的表達(dá)強(qiáng)度明顯高于TNM I+II期患者，MMP-9高表達(dá)者臨床分期晚、細(xì)胞分化較差，表明MMP-9的酶解活性與口腔鱗癌分級、分期有一定關(guān)系。病變前沿區(qū)MMP-9和TIMP-1陽性表達(dá)明顯強(qiáng)于中央?yún)^(qū)，并且MMP-9的表達(dá)顯著增加而TIMP-1的表達(dá)顯著降低，提示前沿區(qū)腫瘤細(xì)胞可能分泌更多的MMP-9來促進(jìn)其浸潤生長，而TIMP-1在一定程度上起到抑制腫瘤侵襲的作用，提示觀察腫瘤浸潤前沿區(qū)癌細(xì)胞的特征可以更好地反映其生物學(xué)行為。因此，檢測口腔鱗癌MMP-9和TIMP-1的表達(dá)，特別是在前沿區(qū)癌細(xì)胞的表達(dá)，對判斷其侵襲性有一定幫助。

綜上所述，扁平苔癬的發(fā)病機(jī)制是一個(gè)多因素作用下的復(fù)雜過程，基質(zhì)金屬蛋白酶的活化，特別是MMP-2和MMP-9活性的增高，使MMP/TIMP的比例失衡，從而造成膠原的大量降解，是口腔扁平苔蘚及其他口腔黏膜癌前病變基底膜帶破壞的重要生理基礎(chǔ)。MMPs在許多疾病中表達(dá)上調(diào)，而其活性可被TIMPs抑制，這對今后有效的治療扁平苔癬具有深遠(yuǎn)的意義。

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Research progress on Matrix Metalloproteinases in oral Lichen Planus，oral leukoplakia and oral squamous cell carcinoma

PU Guang-rui，ZHANG Hong

(Dental Department，the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University，Dalian116011，China)

［Abstract］Matrix metalloproteinases are necessary for the degradation of extracellular matrix protease family and play an important role in the synthesis and degradation of extracelluar matrix.The role of MMPs can be specific inhibited by Tissue Inhibitor of metalloproteinases.Under normal physiological conditions，MMPs and TIMP cooperative productions maintain dynamic balance，but when this balance is broken，the metabolism of basement membrane and extracelluar matrix are abnormal and lead to various diseases and promote disease progression.Now the relationships of MMPs and TIMPs with oral lichen planus and other oral disease are reviewed in this article.

［Key words］MMP-2;MMP-9;oral lichen planus;oral leukoplakia;oral squamous cell carcinoma

R781.5+9

A

1671-7295(2013)02-0193-04

浦光瑞，張虹.基質(zhì)金屬蛋白酶在口腔扁平苔蘚、白斑及鱗癌中的研究進(jìn)展［J］.大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35(2):193-196.

10.11724/jdmu.2013.02.24

浦光瑞(1982-)，女，遼寧大連人，主治醫(yī)師。E-mail:puguangruitian@126.com

張 虹，教授。E-mail:dalianzhanghong@sina.com

2012-08-14;

2012-12-20)