人血清金属基质蛋白酶-1的应用

背景^[1-3]

人血清金属基质蛋白酶-1是一种重要的酶，它参与细胞外基质的分解，包括胚胎发育、繁殖和组织重塑等正常的生理过程，同时也参与疾病过程，如关节炎和转移等。人血清金属基质蛋白酶-1的主要作用是分解I、II和III型的间质胶原蛋白。

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase），基质金属蛋白酶是一个大家族，因其需要Ca2+、Zn2+等金属离子作为辅助因子而得名。其家族成员具有相似的结构，一般由5个功能不同的结构域组成:

（1）疏水信号肽序列;

（2）前肽区，主要作用是保持酶原的稳定。当该区域被外源性酶切断后，MMPs酶原被激活;

（3）催化活性区，有锌离子结合位点，对酶催化作用的发挥至关重要;

（4）富含脯氨酸的铰链区;

（5）羧基末端区，与酶的底物特异性有关。其中酶催化活性区和前肽区具有高度保守性。MMPs成员上述结构的基础上各有特点。

各种MMP间具有一定的底物特异性，但不是绝对的。同一种MMP可降解多种细胞外基质成份，而某一种细胞外基质成分又可被多种MMP降解，但不同酶的降解效率可不同。

人血清金属基质蛋白酶-1

基质金属蛋白酶是由多种组织和细胞产生。MMP由促炎细胞和子宫胎盘细胞分泌，包括成纤维细胞、成骨细胞、内皮细胞、血管平滑肌、巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和细胞滋养细胞等。真皮成纤维细胞和白细胞是MMP的主要来源，尤其是MMP-2。血小板是人血清金属基质蛋白酶-1、MMP-2、MMP-3和MMP-14的重要来源。

它们存在于大多数结缔组织中。人血清金属基质蛋白酶-1、MMP-2、MMP-3、MMP-7、MMP-8、MMP-9、MMP-12、MMP-13以及MT1-MMP和MT3-MMP在各种血管组织和细胞中表达。

MMPs通常以非活性的proMMP形式分泌，它被包括其他MMP在内的各种蛋白酶裂解为活性形式。MMPs降解ECM中的各种蛋白质底物，包括胶原蛋白和弹性蛋白。MMPs促进细胞增殖、迁移和分化，并在血管生成、细胞凋亡和组织修复中发挥作用。它们影响内皮细胞功能以及血管平滑肌细胞的迁移、增殖、Ca2+信号传导、收缩。MMPs还可以影响细胞表面的生物活性分子，调节各种细胞和信号通路。

应用^[4-5]

人血清金属基质蛋白酶-1可以用于基质金属蛋白酶-1、2水平及基因多态性在急性脑梗死表达及对预后的影响

探讨基质金属蛋白酶-1、2(MMPs-1、2)水平及基因多态性及基因交互作用对急性脑梗死及预后的影响。

[方法]连续收集了急性期脑梗死患者332例,同期体检中心263例体检者作为健康对照组;根据改良Rankin量表(m RS)评分,将脑梗死组患者分为90天预后良好组(m RS≤2分)和预后不良组(m RS>2分)两组。

采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测入组病例的人血清金属基质蛋白酶-1、2水平,使用飞行质谱法检测入组病例的人血清金属基质蛋白酶-1:rs1799750、MMP-2:rs243865、rs2285053、rs2241145的4个单核苷酸基因位点。使用广义多因子降维(GMDR)Beta V0.7软件分析基因交互作用在脑梗死患者中作用。Logistic回归分析脑梗死发生的危险因素。

[结果]1、吸烟、饮酒在脑梗死组和健康对照组间没有显著的统计学差异(P>0.05)。但脑梗死组中男性发病率更高。脑梗死组的年龄、高血压、糖尿病、总胆固醇、低密度脂蛋白、同型半胱氨酸、人血清金属基质蛋白酶-1、MMP-2表达水平均高于对照组,差异显著,有统计学意义(P<0.05);脑梗死组的高密度脂蛋白低于对照组,差异显著,有统计学意义(P<0.05)。甘油三酯和尿酸在两组人群之间没有显著的统计学差异(P>0.05)。

2、MMP-2:rs243865基因多态性在脑梗死组及对照组之间差异显著,有统计学意义(P<0.05),而MMP-1:rs1799750、MMP-2:rs2285053、rs2241145三个基因位点多态性在两组间无统计学差异(P>0.05)。

3、经Logistic回归分析表明,年龄、高血压、糖尿病和总胆固醇、低密度脂蛋白、MMP-1水平、MMP-2水平为脑梗死发生的独立危险因素(P<0.05)。MMP-2 rs243865 T位点的突变与疾病正相关,与无突变的CC型相比,CT型脑梗死发生的增加,其OR(95%CI)为1.328(0.086-1.347),但是没有统计学意义(P>0.05);与无突变的CC型相比,TT型脑梗死发生的增加,OR(95%CI)为5.162(1.113-23.951),有统计学意义(P<0.05)。

4、经GMDR分析表明,脑梗死中rs243865与rs1799750基因交互模型为脑梗死易感性组合,其交叉检验一致性为10/10,样本检验精确度为54.34%,符合检验值P=0.0107,且增加脑梗死的发生(OR:1.591,95%CI:1.351-1.994)。

5、脑梗死90天随访预后不良组患者入院时血清MMP-1水平和血清MMP-2水平明显高于预后良好组患者,差异有统计学意义(P<0.05);经Logistic回归分析表明,脑梗死急性期MMP-1水平(OR:7.198,95%CI:2.541-20.391)、MMP-2水平(OR:13.335,95%CI:5.353-33.219)是脑梗死患者90天不良预后的独立危险因素。

[结论]脑梗死急性期人血清金属基质蛋白酶-1、MMP-2表达水平升高,且与脑梗死90天预后相关;MMP-2 rs243865 C→T位点的突变致脑梗死易感性增强,与MMP-1rs1799750交互作用显著增加脑梗死发生风险。

参考文献

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[2]Neuroinflammation:friend and foe for ischemic stroke.Richard L.Jayaraj;;Sheikh Azimullah;;Rami Beiram;;Fakhreya Y.Jalal;;Gary A.Rosenberg.Journal of Neuroinflammation,2019

[3]Stroke genetics:discovery,biology,and clinical applications.Martin Dichgans;;Sara L Pulit;;Jonathan Rosand.The Lancet Neurology,2019

[4]APOE?4 Carriers Show Delayed Recovery of Verbal Memory and Smaller Entorhinal Volume in the First Year After Ischemic Stroke..Werden Emilio;;Khlif Mohamed Salah;;Bird Laura J;;Cumming Toby;;Bradshaw Jennifer;;Khan Wasim;;Pase Matthew;;Restrepo Carolina;;Veldsman Michele;;Egorova Natalia;;Patel Sheila K;;Gottlieb Elie;;Brodtmann Amy.Journal of Alzheimer's disease:JAD,2019

[5]陈银娟.基质金属蛋白酶-1、2水平及基因多态性在急性脑梗死表达及对预后的影响[D].福建医科大学,2022.