基质金属蛋白酶—9与心血管病的关系

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  摘要:基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPS)是由多种锌离子依赖性酶组成的、能够降解细胞外基质蛋白的重要酶类,几乎能够降解细胞基质的所有成分(胶原、明胶、粘性蛋白、纤维粘连蛋白、蛋白多糖等)。基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)又称明胶酶B,MMP-9不仅参与胚胎的正常发育、形态发生及月经形成等生理过程,在病理情况下,潜在型MMP-9被激活,在细胞外基质胶原重构的过程中具有重要作用,与多种心血管疾病的发生及发展有关,如心肌梗死后心室重构、充血性心力衰竭进展、心房颤动(房颤)、动脉粥样硬化斑块的形成与破裂、动脉瘤形成等。
  关键词:基质金属蛋白酶-9;心血管病;心肌重构
  在一些心血管疾病的发展过程中,除心肌细胞本身结构、代谢及功能异常外,心脏间质组织也发生异常改变。许多实验结果表明,心肌细胞外基质(extracellular matrix,ECM)尤其是心肌胶原的异常改变,在心血管疾病的发病机制中起重要的作用。MMPs是细胞外基质降解所必需的、锌离子依赖性的内源性蛋白酶家族,是ECM的主要生理性调节物质。对于血管系统的基质成分而言,最重要的MMPs是胶原酶和明胶酶,在基质成分合成与降解的过程中起着重要的作用。现就MMP-9在心血管疾病中的影响做一综述。
  1 MMP-9概述
  1.1 MMPs家族
  MMPs是自然进化中高度保守的一类酶,人们于1962年在蝌蚪尾组织中发现了第一个MMPs胶原酶,之后陆续在动植物中找到许多MMPs成员,目前已经发现MMPs近30种,在人体中已识别和定性至少23种1。几乎全体MMPs都有3个共同的结构域:前肽、催化结构域和血色素结合蛋白样C末端结构域。根据其底物敏感性不同分4类:①间质胶原酶(MMP-1、8、13、18):主要降解胶原纤维(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原);②明胶酶(MMP-2、9):主要降解变性胶原及基底膜的主要成分Ⅳ型胶原;③基质降解酶(MMP-3、7、10、11),可降解多数ECM成分:包括蛋白多糖、层粘连蛋白、纤维粘连蛋白;④膜型金属蛋白酶(MT-MMP,MMP-14、15、16、17):能直接降解几种ECM成分和激活其他MMP;⑤未分类(MMP-19、20、23、28等)。在正常稳定状态下的组织中,MMPs表达量极少,但在人体多种生理和病理过程中,如炎症、胚胎发生、血管形成、肿瘤侵袭转移等时,其表达量上升。MMPs对细胞外基质成分具有较高的亲和力,为细胞外基质的重要生理性调节物质,在基质成分的合成和降解过程中有重要影响,在基质重构中起重要的作用。
  1.2 MMP-9的结构
  1974年,MMP-9在人的中性粒细胞中被首次提纯,在1989年的金属蛋白酶学会上被正式命名。MMP-9的分子量为92000,是已发现的MMPs家族成员中分子量最大的酶。人MMP-9基因位于20q11.2-13.1,全长26000bp,含13个外显子和12个内含子。MMP-9的外显子9中含有48个残基组成的片段,这是MMP-9所独有的,但其编码序列与其他金属蛋白酶相同。MMP-9是降解Ⅳ型胶原最主要的成员之一,其底物包括:变性的Ⅰ型胶原(凝胶)、天然Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ和Ⅺ型胶原、纤维蛋白原、层粘连蛋白及多功能蛋白聚糖2。MMP-9从N端到C端的蛋白组成主要包括:信号肽序列、前肽序列、催化域、锌离子结合位点、纤维粘连蛋白样功能域(可结合明胶)和Ⅴ型胶原样功能域(提供多种低聚糖结合位点)。Ⅴ型胶原样功能域是与其他MMPs家族成员相比,MMP-9所特有的。
  1.3 MMP-9的功能
  MMP-9活性调控的一个关键步骤为酶原转化成有活性的蛋白酶,一旦激活,MMP-9可能会发生一种负反馈信号3。经研究表明,在正常情况下,心脏组织中的MMPs表达位于低水平,并且与其组织抑制剂处于动态平衡状态,维持ECM的稳定4。生理条件下,MMPs存在于多种正常细胞中,正常成人体内的MMPs表达水平及活性较低,只有在系统受到刺激或者处于病理状态时才会升高。激活后的MMPs可以降解多种细胞外基质成分,参与机体生长、发育和组织修复。其中对ECM的降解是许多生理和病理过程中关键的一个步骤,涉及组织重建、组织浸润等。MMP-9以酶原的形式分泌到细胞外,通过纤维蛋白溶酶依赖和非依赖性这两种途径介导水解去除前肽区激活,与ECM成分选择性地结合。MMP-9的调节途径与许多的MMPs相同,主要是通过基因转录、酶原激活和MMP-9的生理性抑制物(TIMP-1)抑制三个水平调控,使MMP-9失活。许多细胞因子,如白介素-1α(interleukin-1α,IL-1α)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、转移生长因子-α(transforminggrowth factor-α,TGF-α)、转移生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)、血小板衍化生长因子-AB(platelet-derived growthfactor,PDGF-AB)也可上调MMP-9的表达。通过以上环节间的相互作用,对维持人体MMP-9的稳态起重要作用。
  2 MMP-9与心血管疾病
  MMP-9主要由中性粒细胞以及巨噬细胞合成与分泌,有研究表明,MMP-9参与了血管的再生、炎症反应等病理过程,在病理情况下,潜在型MMP-9被激活,其表达上调,与缺血性疾病和许多心血管疾病的发生发展有着密切关系5。
  2.1 MMP-9与冠心病
  MMP-9能特异性地与细胞外基质相结合且降解,削弱动脉粥样斑块纤维帽的结构,促进不稳定斑块的形成,成为预测冠心病患者预后的指标之一6。已有大量研究证明MMP-9在动脉粥样硬化斑块中发挥重要作用,MMP-9和巨噬细胞在不稳定的动脉粥样斑块中表达的浓度和密度明显增加,降解血管内皮基质的速度明显加快,在巨噬细胞摄取脂质或脂核周围,即动脉粥样斑块肩部,MMP-9的合成及降解更加活跃,其活性较稳定斑块中高3至5倍。MMP-9还侵蚀覆盖于斑块表面的纤维帽,使其变得更软从而易碎,进而发生破裂,形成心血管事件7-8。在这个过程中,MMP-9通过降解血管内皮细胞间质的纤维类胶原,促使细胞外基质重塑,并参与多种病理损伤过程,加速动脉粥样斑块的形成9。   2.2 MMP-9与心肌炎
  心肌炎(MC)的病理特征为心肌细胞的坏死及变性,可发展成为扩张性心肌病10。MMPs已被众多研究证明能降解ECM的所有成分,参与ECM降解与心肌重建。杨敏等11进行了52例病毒性心肌炎(VMC)小鼠模型研究,阐述了VMC的心肌MMP-9水平在早期即开始过度表达并与心肌病理积分呈正相关关系,提示MMP-9在ECM降解与心肌重建中起重要作用;同时还认为MMP-9可能通过介导I型胶原的降解代谢而参与VMC的病理过程,是导致VMC胶原重构和心肌纤维化的重要因素之一。同期韩丽娜等12采用Lewis大鼠60只,根据药物的干预时期不同,将大鼠分为早期干预组、中期干预组以及晚期干预组,观察MMP-9抑制剂米诺环素对实验性自身免疫性心肌炎(EAM)大鼠模型的疗效观察,推断出TIMP抑制EAM的早期病理发展,其机制可能与降低心肌炎症细胞浸润,延缓心肌间质纤维化,从转录水平降低明胶酶mRNA的表达,同时从蛋白水平降低明胶酶活性表达有关。
  2.3 MMP-9与高血压
  高血压左室重构的主要表现之一是心肌纤维化,可引起心衰、心律失常和心源性猝死等严重并发症。对高血压患者的研究发现:心脏中MMPs活性升高,循环血液中血清MMPs也升高,主要是MMP-9升高13。细胞外基质蛋白在血管壁的积聚降解参与血管损伤过程,在血管重塑的,如动脉粥样硬化、动脉瘤和主动脉夹层的形成等过程中,发挥重要作用。其中明胶酶是血管壁细胞表达和分泌的最主要的MMPs。宋卫华等14发现MMP-9基因-1562C/T多态性与中国汉族人群高血压病并主动脉夹层的发病可能相关。正常的胶原蛋白被升高的MMPs降解,并被缺乏连接结构的纤维性间质所取代,导致心室扩大,故MMP-9升高使重构增加。
  2.4 MMP-9与心力衰竭
  慢性心衰是很多心脏病发展的严重阶段,是由多种原因引起的心血管事件的终末阶段。现在认为它的病理生理学机制主要包括神经内分泌系统激活和心室重构。心力衰竭发生时MMPs被激活,胶原结构遭到破坏,使心肌间的连接趋于松散,在持续的室壁压力作用下,左心室构形出现变化,逐渐影响左心室的功能。Yan等15研究184例左心室功能失调且左室射血分数(LVEF)小于40%的患者,得出CHF患者血清MMP-9水平显著升高,且随着心力衰竭程度的加重而升高更为明显,CHF患者血清MMP-9水平与左室舒张末容积(LVEDV)、LVEF有良好的相关性。研究显示,血清MMP-9含量与左室射血分数呈负相关,降低MMP-9可以改善患者的心功能16。心力衰竭时MMPs的激活及表达预示着一个潜在重要的治疗目标,检测血清MMP-9水平有助于更早期判断心衰病情的严重程度。
  3 中医治疗心血管疾病
  辨证论治是中医的特色,在心血管疾病方面也有充分的体现。冠状动脉粥样硬化性心脏病(心绞痛、心梗)与胸痹关系密切,其他如心包炎、二尖瓣脱垂综合征、病毒性心肌炎、心肌病、慢性阻塞性肺气肿等出现胸闷、心痛彻背、短气、喘不得卧等症状者,亦可参照胸痹治疗。胸痹是以胸部闷痛,甚则胸痛彻背、喘息不得卧为主症的一种疾病。
  近现代,有许多中医名家在心血管疾病的辨证治疗方面积累了丰富的经验。以心肌梗死为例,已故名医施今墨17擅用“汤剂行气活血、丸方强心养阴”;蒲辅周18主张“以补为主、以通为用”;秦伯未19倡导“行气活血、祛瘀生新”,任应秋20以“益气扶阳,养血和营,宣痹涤饮,通窍宁神”为法。郭士奎21老先生自创益气活血的促愈合合剂等,为心肌梗死的辨证论治积累了独到的临床经验。当代中医、中西医结合名家也在心肌梗死的辨证治疗方面形成了独特的学术思想,如邓老22认为本病以气虚痰瘀为最主要病机,临床治疗主张以攻瘀为重点,一切治疗都应着眼于“通”,同时治本。“通”,有芳香开窍、宣痹通阳、活血化瘀等法;“补”,有补气、温阳、养阴等法。朱老23以用药见长,擅用化瘀通脉、降脂解凝之水蛭以及解痉通络之蝉衣。路志正24认为究其病因,惟血与气,而气血与营卫息息相关。病机为胸中阳气虚衰,邪气乘虚入侵阳位,痹阻气机。辨证治疗营卫之病,重在调和,选方桂枝汤为基础方加减。
  当前在心血管领域发展比较集中突出的理论有两种,一是心脏络病学说,二是心脏热毒学说。
  心脏热毒学说:据现代人的体质特点与病机特点,从热毒观开展了对心血管病和高血压病、冠心病不稳定心绞痛、心肌梗死、心脏介入治疗后再狭窄、扩张性心肌病、快速心律失常、病毒性心肌炎等的临床和实验研究,率先提出心系疾病的热毒论,就热毒证的评价标准及治疗方药进行了研究。辨证施治应清热解毒、排毒泄热、调理气血、升清降浊、祛瘀化痰以除化毒之源。“火与元气不两立,一胜则一负”,热毒易伤人元气。因此,适当的补气可以遏制热毒之势,修复热毒对气阴的耗伤。
  心脏络病学说:络病学说是中医主要的传统理论之一,广泛应用于各个学科,指导临床。近几年来络病理论在心血管病防治中的应用更加深入广泛,2004年12月,中华中医药学会络病分会成立,提出“脉络-血管系统病”新概念25,络病学说研究的理论框架--“三维立体网络系统”,从时间与功能的统一性对络脉结构特点、血气运行状况、生理结构功能及病理变化做了深入探讨,提出了“易滞易瘀”、“易入难行”、“易积成形”的病机特点,阐述了络病的8个基本病机变化,提出了“络以通为用”的治疗原则。总结古人通络用药特点,按功能规范通络药物,同时提出络病证候及五脏络病证候辨证论治,初步建立“络病证治”系统。
  祖国传统中医药是一个伟大的宝库,应当努力加以挖掘与提高,这是我们坚定不移的信念。将中医药的优势特色与现代科技相结合,适应现代社会和人们的需求是我们努力奋斗的方向。
  参考文献:
  [1]Visse R,NagaseH.Matrix metalloproteinases and tissue in hibitors of metalloproteinase:structure,function,andbiochemistry[J].CircRes,2003,92(8):827-839.   [2]Newby AC.Matrix matalloproteinases regulate migration,proliferation,and death of vascular cells by degrading matrix and non-matrix substrates[J].Cardiovasc Res,2006,69(3):614-624.
  [3]Hawinkels LJ,Kuiper P,Wiercinska E,et al.Matrix metalloproteinase-14(MT1-MMP)-mediated endoglin shedding inhibitstumor angiogenesis[J].Cancer Res,2010,70(10):4141-4150.
  [4]Mont fort I,Perez-Tanayo R.The distribution of collagenase innormal rattissues[J].J Histochem Cytochem,1975,23(12):910-920.
  [5]谢逸群,杨期东.MMP-2、MMP-9与缺血性脑损伤研究进展.国外医学神经病学神经外科学分册,2000,27:172-174.
  [6]Yamamoto D,Takai S.Pharmacological implications of MMP-9 inhibitionby ACE inhibitors[J].Curr Med Chen,2009,16(11):1349-1354.
  [7]Pasqui A L,Renzo M,Bova G,et al.Pro-inflammatory/anti-inflammatory cytokine imbalance in acute coronary symdromes[J].Clin Exp Med,2006,6(1):38-44.
  [8]Smeglin A,Frishman WH.Elastinolytic matrix metalloproteinases and their inhibitors as therapeutic targets in atherosclerotic plaque instability[J].Cardiol Rev,2004,12(3):141-150.
  [9]Kulach A,Dabek J,Glogowska-Ligus J,et al.Effects of standard treatment on the dynamics of matrix metalloproteinases gene expression in patients with acute coronary syndromes[J]. Pharmacol Rep,2010,62(6):1108-1116.
  [10]刘长清,许丹,纪征.心肌酶异常增高误诊分析[J].中国急救医学,2007,27(3):288.
  [11]杨敏,陈淳媛,蔡姿丽,等.病毒性心肌炎小鼠心肌基质金属蛋白酶-9的动态变化及意义[J].中国当代儿科杂志,2011,13(8):65-69.
  [12]韩丽娜,李铁岭,张亚晶,等.基质金属蛋白酶-9抑制剂治疗自身免疫性心肌炎大鼠模型的实验研究[J].中国心血管病杂志,2011,39(2):118-123.
  [13]Mizon-Gérard F,de Groote P,Lamblin N,et al.Prognostic impact of matrix metalloproteinase gene polymorphisms in patients with heart failure according to the aetiology of left ventricular systolic dysfunction[J].Eur Heart J,2004,25(8):688-693.
  [14]宋卫华,党爱民,朱俊明,等.高血压合并主动脉夹层基质金属蛋白酶9基因-1562C/T多态性[J].中华内科杂志,2006,45(5):376-378.
  [15]Yan AT,Yan RT,Spanale FG,et al.Plasma matrix metalloproteinase-9 level correlated with left ventricular molunes and ejection fraction in patients with heart failure[J].J card Fail,2006,12(7):514-519.
  [16]刘春生,穆展,王荣,等.卡维地洛对老年慢性心力衰竭患者血清基质金属蛋白酶-9及心功能的影响[J].疑难病杂志,2012,11(4):249-251.
  [17]施小墨,陆寿康.中国百年百名中医临床家丛书-施今墨[M].北京:中国中医药出版社,2001:32-33.
  [18]蒲志孝.蒲辅周老中医医疗经验琐谈[J].新中医,1977,(5):9-13.
  [19]单书健,陈子华.古今名医临证金鉴-胸痹心痛卷[M].北京:中国中医药出版社,1999:357-358.
  [20]朱寅圣,朴吉花.任应秋教授辨治冠心病经验[J].中国中医药信息杂志,2003,10(5):63-65.
  [21]翁维良,于英奇.郭士魁临床经验选集-杂病证[M].北京:人民卫生出版社,2005:61-63.
  [22]吴焕林,陈海燕,程康林.邓铁涛教授治疗冠心病心肌梗死临床经验[J].中医药学刊,2005,273.
  [23]朱良春.中国百年百名中医临床家丛书-朱良春[M].北京:中国中医药出版社,2001:166-167.
  [24]边永君,路杰.治疗胸痹重气血,调和营卫有奇功-路志正教授治疗胸痹学术经验管窥[J].中国中医基础医学杂志,2005,1l(12):939-940.
  [25]贾振华,吴以岭,高怀林.“脉络-血管系统病”辩证诊断标准研究[J].中医杂志,2007,48(11):1027-1032..
  基金项目:国家自然基金:81273676
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