王海嬌,李麗疆,宋漢君,呂少春

(1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 佳木斯 154003;佳木斯大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,黑龍江 佳木斯 154007)

糖尿病大血管病變的病變基礎(chǔ)均為動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)。導(dǎo)致 AS形成和發(fā)展的因素很多,多項(xiàng)研究指出,MMPs在其中發(fā)揮重要的作用。本文就近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究展開(kāi)綜述。

1 MMP-2概述

1.1 MMPs

MMPs家族是一類活性依賴于鋅離子和鈣離子的蛋白水解酶家族,主要的生理作用是降解 ECM。MMPs主要由巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞(SMCs)、中性粒細(xì)胞等產(chǎn)生。在生理狀態(tài)下參與胚胎、新生血管的形成及傷口的愈合;在病理狀態(tài)下參與組織重構(gòu)、惡性腫瘤轉(zhuǎn)移、AS等病理進(jìn)程[1]。MMPs可有效降解血管基質(zhì)膠原,一方面可使血管的致密性減少,向外擴(kuò)張阻力減少;另一方面為 SMCs遷移清掃道路;同時(shí)MMPs還可能參與 SM Cs基因型轉(zhuǎn)換及降解血管彈性蛋白酶作用。因此,MMPs在血管重構(gòu)過(guò)程中發(fā)揮核心作用。

MMPs活性的調(diào)節(jié)主要通過(guò)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控、酶原激活的調(diào)控及激活后內(nèi)源性抑制劑對(duì)其活性的調(diào)控?，F(xiàn)己發(fā)現(xiàn)的MMPs的天然抑制劑有兩大類:一類是 MMPs組織抑制物(TIM Ps),在生理狀態(tài)下,MMPs與 TIMPs之間保持著動(dòng)態(tài)平衡,協(xié)調(diào) ECM降解與重建,維持組織結(jié)構(gòu)的完整和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定;另一類是 MMPs的血漿抑制劑 α-2巨球蛋白。

1.2 MMP-2的作用

MMP-2又稱明膠酶 A,主要參與分解Ⅳ型、Ⅴ型和Ⅵ膠原蛋白及纖連蛋白和彈性蛋白。M MP-2通過(guò)作用于血管SMCs有效降解血管基質(zhì)膠原參與血管重構(gòu),對(duì)于新生血管的形成是必不可少的。MMP-2還可調(diào)節(jié)和釋放血管活性因子,介導(dǎo)血管新生,在 AS發(fā)生、發(fā)展及斑塊的不穩(wěn)定性中發(fā)揮重要作用。動(dòng)脈粥樣斑塊破裂時(shí),MMP-2并不最先參與,當(dāng)膠原已經(jīng)被分解為一些片段以后,M MP-2再進(jìn)一步地降解這些片段。盡管有許多種 M MPs都參與不穩(wěn)定性斑塊的破裂 ,但是 MMP-2以其分布及降解底物的廣泛性,一直都是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。

2 MMP-2與糖尿病大血管病變

正常情況下,動(dòng)脈壁上 ECM的合成與分解處于相對(duì)平衡,成分也相對(duì)穩(wěn)定,各種細(xì)胞并不產(chǎn)生活性的 M MPs。當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞受損后,氧化和炎癥損傷反應(yīng)可使受損部位的內(nèi)皮細(xì)胞及其粘附的血小板、淋巴細(xì)胞等合成并釋放多種細(xì)胞因子,進(jìn)而作用于血管 SM Cs、單核 /巨噬細(xì)胞,誘導(dǎo) MMP-2、MMP-3等的表達(dá),參與多種細(xì)胞反應(yīng)。MMPs的產(chǎn)生增加,使 ECM合成與分解間的相對(duì)平衡被打破,導(dǎo)致并加速 AS形成。

研究發(fā)現(xiàn),從 AS患者的粥樣斑塊中可以檢測(cè)到活性MMPs,并發(fā)現(xiàn)病變部位的 MMPs表達(dá)增強(qiáng)、基質(zhì)降解活性明顯增高。粥樣硬化斑塊內(nèi)聚集的大量巨噬細(xì)胞在 ox-LDL的刺激下,過(guò)度分泌 MMPs,降解纖維帽內(nèi)的膠原,導(dǎo)致纖維帽變薄、破損,是斑塊破裂的重要機(jī)制 ,這在 AS的發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵作用。

就 T2DM患者而言,單純高血糖狀態(tài)即可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞合成 MMP-2,Ho FM等[2]以 33mmol/L濃度的高糖培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞,通過(guò) Western印跡發(fā)現(xiàn) MMP-2酶原蛋白表達(dá)增加,明膠酶譜法測(cè)定 MMP-2的活性形式增加,同時(shí)發(fā)現(xiàn) TIM P-2的蛋白表達(dá)下降。高表達(dá)的 MMP-2過(guò)度降解 ECM,使 SMCs由中膜遷移至內(nèi)膜,并使 SM Cs從收縮型向合成型轉(zhuǎn)換。大量 SM Cs失去了收縮功能,不僅吞噬脂質(zhì)成為泡沫細(xì)胞,在泡沫化過(guò)程中還分泌大量 MMP-2、M MP-9降解 ECM,同時(shí)其分泌的多種細(xì)胞因子通過(guò)調(diào)節(jié)自身和其他細(xì)胞也促進(jìn) MMP-2的分泌,它們相互影響,進(jìn)一步促進(jìn) SMCs的遷移,致血管內(nèi)膜增厚,管腔丟失。促進(jìn)AS的發(fā)生。

楊曉等[3]人研究發(fā)現(xiàn),MMP-2濃度升高后,大鼠頸總動(dòng)脈出現(xiàn)血管 SM Cs增生,此時(shí)處于動(dòng)脈硬化的早期階段,如果 M MP-2濃度進(jìn)一步升高,則可能會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的動(dòng)脈硬化,因此認(rèn)為及早對(duì) M MPs進(jìn)行干預(yù)對(duì)延緩 AS意義重大。

眾多研究表明 MMPs在 T2DM高血糖狀態(tài)下表達(dá)增加,但也有文獻(xiàn)報(bào)道,T2DM狀態(tài)下 MMP-2表達(dá)下降。由于體內(nèi) MMPs的調(diào)節(jié)受多因素、多層次的影響,高血糖的代謝環(huán)境,使其表達(dá)更具復(fù)雜性,因此,MMPs的變化并不一致,影響其激活因素及其具體作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

3 MMP-2與抵抗素

抵抗素可引起血管 SMCs的增殖及遷移,這在 AS的形成和發(fā)展中起著關(guān)鍵性作用。研究人員利用不同濃度的抵抗素孵育人血管 SMCs,通過(guò)細(xì)胞刮擦傷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抵抗素在SMCs遷移中起到趨化因子的作用[13]。SMCs從中膜遷移至內(nèi)膜,需要穿過(guò)以Ⅳ型膠原蛋白為主的內(nèi)皮基底膜,作為Ⅳ型膠原蛋白的主要分解酶,MMP-2在此過(guò)程中發(fā)揮重要作用。由此推測(cè)抵抗素對(duì) SMCs的作用及進(jìn)一步導(dǎo)致血管壁的損傷與激活 M MP-2有關(guān)。

MMPs通過(guò)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、毛細(xì)血管基底膜破裂和細(xì)胞外周纖維蛋白溶解發(fā)揮血管生成作用;ERK1/2激酶抑制劑可減少內(nèi)皮細(xì)胞微血管發(fā)生,絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase,p38 M APK)抑制劑能阻止肌動(dòng)蛋白重組和細(xì)胞遷移。ERK1/2、p38 M APK信號(hào)通路在血管發(fā)生中發(fā)揮重要作用。最新研究發(fā)現(xiàn),人抵抗素分子通過(guò)上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、VEGF受體和 MMPs的表 達(dá) ,下調(diào) TIM P-1和 TIM P-2的 表達(dá)[4,5],激活 ERK1/2和 p38途徑的磷酸化作用,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移并刺激毛細(xì)血管形成。

抵抗素還可通過(guò)激活核轉(zhuǎn)錄因子 NF-κ B誘發(fā)單核-巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng),而對(duì)氧化應(yīng)激敏感的 NF-κB等多種細(xì)胞因子的激活可以啟動(dòng) MMPs的基因轉(zhuǎn)錄。N F-κ B的活化后可與 MMP-2啟動(dòng)子上的κB序列結(jié)合,使其 M MP-2表達(dá)上調(diào)。抵抗素是否通過(guò)激活 NF-κB途徑直接或間接影響 MMP-2的表達(dá)仍有待研究。

T2DM患者暴露于高糖環(huán)境下,機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)加劇,一些細(xì)胞適應(yīng)能力受損,炎性因子釋放,多種因素綜合作用誘導(dǎo) MMPs的高表達(dá)。T2DM的一系列代謝異常引起的各種病理生理狀態(tài)均提示抵抗素與 MMP-2密切相關(guān)。

AS是 T2DM大血管病變的基礎(chǔ)病變,有研究者認(rèn)為AS主要風(fēng)險(xiǎn)度和 ECM生物指標(biāo)濃度密切相關(guān),臨床已把ECM作為 AS的靶向治療[6]。隨著對(duì) MMPs與 T2DM及其與 T2DM大血管病變關(guān)系的研究,抑制 MMPs的生成 ,改善ECM,重建其相對(duì)平衡已成為 T2DM大血管病變防治研究的方向之一。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí),人工合成的 MMPs抑制劑能夠減少內(nèi)膜增生和血管內(nèi)縮性重構(gòu),因此外源性 MMPs抑制藥物也許可作為未來(lái) AS病變潛在的治療措施。

Haffner等[7]對(duì) T2DM患者予以26周隨機(jī)、雙盲、安慰劑及羅格列酮治療對(duì)照研究后,發(fā)現(xiàn)羅格列酮可明顯降低血MMP-9。因此認(rèn)為,應(yīng)用 PPAR γ激動(dòng)劑可改善 T2DM的代謝紊亂,抑制 MMPs活性。同樣,也有研究證明,予 PPAR γ激動(dòng)劑噻唑烷二酮類藥物可以減少抵抗素的表達(dá)和分泌。抵抗素與 MMPs的關(guān)系及其相互影響機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

4 小結(jié)

T2DM大血管病變的發(fā)生涉及炎性反應(yīng)、IR、高糖毒性、高脂毒性、氧化應(yīng)激等諸多機(jī)制,眾多因素錯(cuò)綜復(fù)雜,其中抵抗素、MMP-2無(wú)疑在其中發(fā)揮重要作用。對(duì)它們?cè)谌梭w的實(shí)驗(yàn)研究尚需進(jìn)一步深入。T2DM大血管病變發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,嚴(yán)格的血糖控制明顯減少了微血管病變,對(duì)大血管病變卻只起到了邊緣性的影響。因此,對(duì) T2DM大血管病變實(shí)施早期干預(yù),減少遠(yuǎn)期并發(fā)癥意義深遠(yuǎn)。在此后的研究中 ,針對(duì)抵抗素、MMP-2的抑制劑將成為新的治療靶點(diǎn),也將為T(mén)2DM大血管病變的研究及防治提供新的方向。

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