基质金属蛋白酶及其组织抑制剂研究进展

基质金属蛋白酶家族是细胞外基质降解过程中的重要酶类,组织金属蛋白酶抑制剂是基质金属蛋白酶的天然抑制物。研究证实,细胞外基质中基质金属蛋白酶及其组织抑制剂的失衡与多种病理机制有关,尤其与肿瘤的侵袭和转移密切相关。本就基质金属蛋白酶及其组织抑制剂的性质、结构以及功能进行了综述。     

细胞外基质与基质金属蛋白酶

细胞外基质（ECM）是存在于细胞之间的动态网状结构,由胶原、蛋白聚糖及糖蛋白等大分子物质组成.这些大分子物质可与细胞表面上的特异性受体结合,通过受体与细胞骨架结构直接发生联系或触发细胞内的一系列信号传导而引起不同的基因表达,从而导致细胞的生长和分化.作为降解ECM成分最重要的酶-基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制因子(TIMPs)在这一过程中起着非常重要的作用.MMPs是一类依赖金属离子锌并以ECM成分为水解底物的蛋白水解酶.其在转录水平的表达受到生长因子、细胞因子及激素等因素的严格调控,在蛋白质水平其活性也受到其激活剂和抑制剂的调节. MMPs通过对ECM成分的水解来影响其降解与重组的动态平衡而参与多种细胞的生理和病理过程.     

基质金属蛋白酶及其抑制剂

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMP)是降解细胞外基质成分的主要酶类,参与很多重要的生理和病理过程。MMP具有典型的多结构组成,MMP活性在基因转录,酶原激活和内源性抑制等方面受到严重调控,调控的紊乱将导致肿瘤扩散和转移,风湿性关节炎等重大疾病的发生,因此MMP成为治疗这些疾病的理想的药物作用靶点,寻找高亲和性,高选择以及高生物利用度的MMP抑制剂成为一项有意义的工作。     

基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶是一类分解细胞外基质组分的锌蛋白酶⒚它们在有机体生长发育中的细胞外基质逆转与重塑以及疾病中的病理损害起着极为重要的作用⒚基质金属蛋白酶的表达和活性在不同细胞水平受到严密调控,如细胞因子、生长因子以及激素的调节⒚基质金属蛋白酶以酶原形式分泌,随后被其它蛋白酶如胞浆素或非蛋白酶类化学物质如有机汞所激活⒚所有基质金属蛋白酶都受到天然抑制剂 金属蛋白酶组织抑制剂所抑制⒚两者的不平衡导致许多疾病的发生,如肿瘤侵入及转移⒚合成基质金属蛋白酶组织抑制剂所抑制,如 Ｍ ａｒｉｍ ａｓｔａｔ 能控制肿瘤转移的发生及进一步扩散⒚本文将对基质金属蛋白酶的特征、分子区域结构、底物特性、激活机制、调控方式等方面进行最新概述⒚     

基质金属蛋白酶家族介绍(英文)

 当细胞外基质 (ECM)组分被破坏时 ,基质金属蛋白酶 (MMPs)影响发育过程并和许多疾病如关节炎及肿瘤相关联 . ECM的正常转换是发育所需要的 . ECM的调节异常却能引起过多的损伤 ,并导致疾病如关节炎 .因此 ,更好地了解 MMP介导的 ECM的水解作用 ,有可能从机理方面为疾病诊断学与治疗学的介入提供依据 .本文介绍了 MMP生物学以及它的 ECM的相关的转换方面的最新进展 .随着新的 MMPs的发现 ,MMP家族正在迅速地扩大 .并且开始向已经确立的基因结构、潜伏期、底物专一性和功能调节方面的范例提出挑战 .即将完成的基因组测序将无容置疑地确定人类 MMPs的有限的数字 .揭示每个 MMP的功能所进行的努力可能标志我们在寻求最终了解细胞与它们的环境之间的相互作用的开始 ,这个过程对于哺乳类物种例如人类的进化是至关重要的 .     

基质金属蛋白酶与血管壁细胞外基质重建

细胞外基质（ECM）不仅维持血管壁的完整性,而且还为血管细胞传递增殖,迁移,分化和凋亡的调控信号,基质金属蛋白酶（MMP）及其内源性抑制剂（TIMP）通过调节ECM合成与降解之间的动态平衡,使ECM维持正常的结构与功能。在高血压,动脉粥样硬化与血管再狭窄的发生与发展过程中,MMP和TIMP的合成与分泌出现异常,由此所引起的ECM合成与降解失调使ECM迅速发生重建。     

基质金属蛋白酶与心肌重塑

细胞外基质参与和促进了心肌重塑的过程,基质金属蛋白酶是调节细胞外基质重要的酶,基质金属蛋白酶在心肌重塑过程表达变化可分为三个时相,其活性受到信号传导途径、炎症因子和活性氧/活性氮的调节,基质金属蛋白酶可能作为心肌梗塞等疾病治疗的靶标     

基质金属蛋白酶与脑血管急性损伤

基质金属蛋白酶是一组金属依赖性的蛋白内切酶家族,可对细胞外基质进行特异的降解,在生理和璃理过程中都发挥着重要作用。已有许多有关基质金属蛋白酶在中枢神经系统的作用的研究报道,本文对基质金属蛋白酶在脑缺血和脑出血等脑血管的急性损伤作用进行了综述,并对进一步研究方向作出展望。     

血小板、基质金属蛋白酶与肿瘤转移

血小板除参与正常的止血过程外还具有很多病理和生理作用。血小板活化后可以分泌基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMPs）。MMPs属于Zn^2＋和Ca^2＋依赖的内肽酶家族,能特异性与细胞外基质成分相结合并降解细胞外基质。MMPs降解基底膜中的主要成分Ⅳ型胶原,是肿瘤转移发生必不可少的关键步骤。血小板能够与肿瘤细胞结合并促进肿瘤转移,而MMPs在血小板促进肿瘤转移过程中发挥了重要的作用。     

昆虫基质金属蛋白酶研究进展

经过长期的进化,昆虫已形成了完善的变态发育和天然免疫机制以适应自然界环境变化。在昆虫变态发育和免疫过程中产生的冗余蛋白质和瞬时蛋白质需要及时地降解,以保证变态发育和免疫反应的平衡。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteases, MMPs)是一类能够降解基底膜和胞外基质中多数蛋白质的蛋白水解酶,也是一类参与昆虫变态发育和天然免疫调节的重要锌离子依赖型蛋白酶。MMPs可降解关键的胞外基质和肽类激素,参与变态发育过程中的组织重构及天然免疫反应强度的调节。本文重点综述了基质金属蛋白酶参与调控昆虫发育和免疫的功能,并对昆虫基质金属蛋白酶研究中存在的问题、潜在的研究方向进行了探讨。     

Matrix Metalloproteinases of Normal Human Tissues

This review considers biochemical properties of the family of matrix metalloproteinases (MMPs) of normal human tissues and the involvement of these enzymes in morphogenesis. Four main MMP subfamilies are characterized, and a group of other MMPs is described. Data on mechanisms of activation and inhibition of MMPs in certain tissues during various physiological processes (embryogenesis, angiogenesis, tissue growth and involution) are considered. Information about tissue inhibitors of MMP is presented, and the ability of these inhibitors to regulate the activity of MMPs is analyzed.     

The Use of Salivary Levels of Matrix Metalloproteinases as an Adjuvant Method in the Early Diagnosis of Oral Squamous Cell Carcinoma: A Narrative Literature Review

Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is an aggressive malignancy with increased mortality, in which the early diagnosis is the most important step in increasing patients’ survival rate. Extensive research has evaluated the role of saliva as a source of diagnostic biomarkers, among which matrix metalloproteinases (MMPs) have shown a valuable potential for detecting even early stages of OSCC. The aim of this review was to present recent clinical data regarding the significance of salivary MMPs in the detection of early malignant transformation of the oral mucosa. A narrative review was conducted on articles published in PubMed, Cochrane Library, Web of Science, EBSCO and SciELO databases, using specific terms. Our search revealed that MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-8, MMP-9, MMP-10, MMP-12 and MMP-13 had significantly higher levels in saliva from patients with OSCC compared to controls. However, the strength of evidence is limited, as most information regarding their use as adjuvant diagnostic tools for OSCC comes from studies with a low number of participants, variable methodologies for saliva sampling and diagnostic assays, and insufficient adjustment for all covariates. MMP-1, MMP-3 and MMP-9 were considered the most promising candidates for salivary diagnosis of OSCC, but larger studies are needed in order to validate their clinical application.     

Matrix Metalloproteinases and Cellular Fibrinolytic Activity

Several molecular interactions between the matrix metalloproteinase (MMP) and the plasminogen/plasmin (fibrinolytic) system may affect cellular fibrinolysis. MMP-3 (stromelysin-1) specifically hydrolyzes urokinase (u-PA), yielding a 17 kD NH₂-terminal fragment containing the functionally intact receptor (u-PAR)-binding sequence and a 32 kD COOH-terminal fragment containing the intact serine proteinase domain. MMP-3 generates an angiostatin like fragment (containing kringles 1-4 with the cellular binding domains) from plasminogen. Treatment with MMP-3 of monocytoid THP-1 cells saturated with bound plasminogen, resulted in a dose-dependent reduction of the amount of u-PA-activatible plasminogen. Treatment with MMP-3 of cell-bound u-PA, in contrast, did not alter cell-associated u-PA activity. These data thus indicate that MMP-3 may downregulate cell-associated plasmin activity by decreasing the amount of activatible plasminogen, with out affecting cell-bound u-PA activity. MMP-3 also specifically interacts with the main inhibitors of the fibrinolytic system. Thus, MMP-3 specifically hydrolyzes human ₂-antiplasmin (₂-AP), the main physiological plasmin inhibitor. ₂-AP cleaved by MMP-3 no longer forms a stable complex with plasmin and no longer interacts with plasminogen. Cleavage and inactivation of ₂-AP by MMP-3 may constitute a mechanism favoring local plasmin-mediated proteolysis. Furthermore, MMP-3 specifically hydrolyzes and inactivates human plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1). Stable PAI-1 bound to vitronectin is cleaved and inactivated by MMP-3 in a comparable manner as free PAI-1; the cleaved protein, however, does not bind to vitronectin. Cleavage and inactivation of PAI-1 by MMP-3 may thus constitute a mechanism decreasing the antipro teolytic activity of PAI-1 and impairing the potential inhibitory effect of vitronectin-bound PAI-1 on cell adhesion and/or migration. These molecular interactions of MMP-3 with enzymes, substrates and inhibitors of the fibrinolytic system may thus play a role in the regulation of (cellular) fibrinolysis. Furthermore, the temporal and topographic expression pattern of MMP components, as well as studies in gene-deficient mice, suggest a functional role in neointima formation after vascular injury.     

植物基质金属蛋白酶的研究进展

基质金属蛋白酶(MMPs)是高度保守的锌依赖型内肽酶家族.医学研究表明,人体MMPs不仅在一系列生理过程中发挥关键作用,而且与很多重大疾病关联.例如,MMPs在恶性肿瘤组织中的表达量大幅度上升,和肿瘤的侵袭转移密切相关.MMPs也广泛存在于高等植物,它可能参与植物发育调控、免疫应答及非生物逆境胁迫响应等多个方面.该文对近年来国内外有关植物MMPs的分布、结构特点、活性调节以及生物学功能等方面的研究进展进行综述,并对该领域的研究趋势和重点问题进行了讨论.     

结直肠癌患者血清基质金属蛋白酶水平及其临床意义

目的:探讨结直肠癌患者血清基质金属蛋白酶水平及其临床意义。方法:采用Bio-plex200悬浮芯片系统检测33例结直肠癌患者(其中13例为结直肠癌转移患者,20例为结直肠癌非转移组)和30例正常对照组血清中基质金属蛋白酶(MMP)-1、2、3、7、8、9、10、12、13的浓度。结果:与正常对照组相比,结直肠癌患者血清MMP-2、MMP-7、MMP-8、MMP-9、MMP-10、MMP-13的浓度显著上调(P0.05),而MMP-1、MMP-3、MMP-12的浓度并无显著性差异(P0.05);与结直肠癌非转移组患者相比,结直肠癌转移组患者血清MMP-2和MMP-7的浓度显著升高(MMP-2:P=0.029;MMP-7:P=0.002)。结论:基质金属蛋白酶可能在结直肠癌的发生、发展过程中起重要作用;MMP-2和MMP-7可能成为结直肠癌发生和转移的预测和评估指标。     

视网膜下液基质金属蛋白酶双向电泳分离酶谱鉴定分析

以增生性玻璃体视网膜病变患者视网膜下液为研究对象,结合单向明胶酶谱法和双向电泳分离技术创建了基质金属蛋白酶双向电泳分离酶谱鉴定技术,该技术具有很高的分辨率和灵敏度,重复性好,能够提供蛋白质的相关修饰信息。通过该技术初步发现在增生性玻璃体视网膜病变患者的视网膜下液中存在有4种基质金属蛋白酶,其中2种是由3或4种分子量相同但等电点不同的同分异构体蛋白质组成。     

基质金属蛋白酶在心肌缺血再灌注损伤中的作用

肌缺血再灌注损伤是指缺血心肌组织在恢复血流供给后,其细胞代谢功能障碍及结构破坏反而加重的现象,主要表现在心肌收缩与舒张功能障碍、血管内皮功能障碍、微循环血流紊乱、细胞代谢失调、电解质平衡紊乱、细胞凋亡与坏死等,并伴随着氧自由基的大量产生和毒性损伤以及炎症反应的激活,是一个极其复杂的病理过程。基质金属蛋白酶(MMPs)及其组织抑制物(TIMPs)是心肌组织中多种细胞分泌的内源性细胞因子,其作用涵盖了细胞外基质降解、炎症反应激活、调节血管功能、影响细胞凋亡与存活等众多病理生理过程,而这些过程均在心肌缺血再灌注损伤中发挥着重要的作用。     

基质金属蛋白酶在心肌缺血再灌注损伤中的作用

肌缺血再灌注损伤是指缺血心肌组织在恢复血流供给后,其细胞代谢功能障碍及结构破坏反而加重的现象,主要表现在心肌收缩与舒张功能障碍、血管内皮功能障碍、微循环血流紊乱、细胞代谢失调、电解质平衡紊乱、细胞凋亡与坏死等,并伴随着氧自由基的大量产生和毒性损伤以及炎症反应的激活,是一个极其复杂的病理过程。基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制物（TIMPs）是心肌组织中多种细胞分泌的内源性细胞因子,其作用涵盖了细胞外基质降解、炎症反应激活、调节血管功能、影响细胞凋亡与存活等众多病理生理过程,而这些过程均在心肌缺血再灌注损伤中发挥着重要的作用。     

白血病抑制因子对胚泡金属蛋白酶表达的影响

为了探讨白血病抑制因子 (LIF) 对胚泡着床作用的机理,胚泡经与LIF及其特异性抗体培养后,通过RT-PCR及免疫印迹技术,分析了LIF与着床前小鼠胚泡的基质金属蛋白酶9(MMP9)表达和分泌之间的关系.结果显示：LIF可明显诱导胚泡MMP9的分泌和基因表达; 经LIF特异性抗体封闭后,胚泡MMP9的分泌及基因表达下降,且下降趋势随着LIF被封闭时间延长而减弱,对MMPs组织抑制因子1(TIMP1)的影响则不明显.说明LIF可能通过诱导MMP9的分泌及基因表达来影响胚泡对子宫内膜细胞外基质的水解,促进着床.