基质金属蛋白酶／基质金属蛋白酶组织抑制因子

二、基质金属蛋白酶／基质金属蛋白酶组织抑制因子

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是参与ECM代谢的另一个重要的降解酶系统。MMPs主要分3类：①间质胶原酶如MMP－1、MMP－5，主要降解Ⅰ型和Ⅲ型胶原；②明胶酶，包括MMP－2、MMP－9，主要降解Ⅳ型胶原和Ⅴ型胶原；③间质溶解素，如MMP－3、MMP－10及基质水解蛋白等，主要作用于ECM成分的糖蛋白，如FN、LN等。基质金属蛋白酶组织抑制因子（tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMPs）是MMPs特异性的抑制剂，主要有3类：TIMP－1、TIMP－2、TIMP－3。

MMPs的分泌都是以前酶原形式进行，其激活需要外源性酶的作用，如纤溶酶、激肽释放酶、组织蛋白酶及中性弹力酶等，其中纤溶酶系统，特别是u－PA一直被认为是MMPs的重要激活剂，可以启动瀑布式酶联激活过程而导致整个MMP系统激活。但72kD的MMP－2则需由膜相关金属蛋白酶（MT－MMP）或其他细胞膜成分介导而被激活，如刀豆蛋白凝集素A、组织蛋白酶A、佛波醇脂等。此外，许多病理过程中，局部组织中浸润的巨噬细胞和中性粒细胞释放的多种细胞因子对MMPs的激活也起着重要作用。因此，在组织中MMPs和TIMPs的表达与许多病变有关，如在血管动脉粥样硬化增厚的内膜中MMP－2的水平显著升高，可能与平滑肌细胞迁移、增生有关，且是加重内膜损伤及引起并发症的重要原因。也有作者在人皮肤慢性溃疡及慢性活动性肝炎中观察到局部组织中MMP－1、MMP－3和TIMP－1的表达增强。

肾炎病变肾小球内常有大量免疫复合物沉积、肾小球损伤、炎症反应及细胞增生等过程，且常有多种炎症细胞浸润，因此，在病变的肾小球中有来自旁分泌和自分泌的各种细胞因子，这些因子常常发挥协同联合作用，使肾小球内各种细胞，包括系膜细胞和上皮细胞表达、合成MMPs及TIMPs的能力大大增强。如IL－1、TGF－β1在体外可促进肾小球系膜细胞基质的合成，然而，近年来的研究表明，这两种细胞因子也同样参与ECM的降解过程，可诱导系膜细胞分泌基质降解酶类（t－PA、u－PA和MMPs）及其它们的抑制因子。Mauvi报道，发现经IL－1作用的成纤维细胞，其胶原酶、基质溶解酶（stromelysin）及其抑制因子TIMP－1mRNA表达增强；经IL－1作用的滑膜细胞和软骨细胞的TIMP的合成也增强。报道证实经IL－1作用的大鼠系膜细胞MMP－3、tenascin mRNA、蛋白及酶活性明显增强，TIMP－1也有轻度增高。在人系膜细胞及肾小球上皮细胞中，IL－1可促进多种MMP成员如MMP－2、MMP－3、MMP－9及t－PA的mRAN的表达和酶活性增强，也有TIMP－1、TIMP－2的表达升高。经TGF－β1作用，人肾小球系膜细胞和上皮细胞MMP－2、MMP－9及TIMP－1的表达也会增强。在大鼠Thy－1肾炎模型中也发现TGF－β1的显著增多与病变肾小球中MMP－2mRAN水平升高及细胞增生等病变密切相关。Yamamoto等在人各种肾炎材料中的研究则证实TGF－β1、TGF－β2、TGF－β3均有升高，并与肾小球PAI－1的增高和基质增多密切相关。因而认为TGF－β的表达水平可反映肾炎中肾小球硬化程度。我们在体外培养的系膜细胞中采用IL－1和TGF－β1对其刺激，也发现其MMP－2和TIMP－2的表达均明显增强。在人狼疮性肾炎病变肾小球中同样证实MMP－2的TIMP－2的基因和蛋白的表达均增强，与其病理类型和病变程度密切相关。有学者在大鼠thy－1肾炎实验中，应用MMP－2阻断剂BB1101后，可明显降低肾小球MMP－2的表达和固有细胞增生及基质合成，同时大鼠的蛋白尿也大大减轻，从而证明MMP－2在局部肾小球的过表达是引起肾小球损伤、细胞增生和硬化的启动机制之一。与此同时，MMP的组织抑制因子即TIMP，在肾小球损伤过程开始时，受到某些细胞因子，如IL－1、TGF－β1等的作用，在病变肾小球中的表达也同样获得增强，但在时间上可能比MMP－2的表达要迟一些，可被看作是一种负反馈调节或保护机制之一。随着炎症过程的进展，MMPs／TIMPs酶系在肾小球中的改变可能是此起彼伏，互相转化，其结果可能是促进肾小球固有细胞的增生和基质合成，从而加重肾小球的硬化，即由肾小球的节段性硬化转化为球性硬化。

其他细胞因子如TNF－α、PDGF、佛波醇脂等也是系膜细胞分泌MMP－2的促进因子。在系膜细胞及上皮细胞中，IL－1可促进t－PA及多种MMPs成员（MMP－2、MMP－3、MMP－9）的mRNA表达和酶活性增强，TIMP－1和TIMP－2的表达也升高。经TNF－α作用的系膜细胞和上皮细胞，其MMP－2、MMP－9及TIMP－1表达增强。