基质金属蛋白酶及其组织抑制剂对子宫内膜异位症的作用研究进展

【关键词】 基质金属蛋白酶；组织金属蛋白酶抑制剂；子宫内膜异位症；研究进展

　　子宫内膜异位症(Endometrosis，EMs)是指子宫内膜组织（腺体和间质）在子宫腔被覆内膜及子宫肌层以外的部位出现、生长、浸润、反复出血，以子宫内膜细胞异位生长为特征。主要影响生育年龄的妇女，是目前常见的妇科疾病之一，近年来发病率明显增高，约占妇女人口的10%～15%，在生育年龄的妇女中发病率高达30%［1］。EMs为良性病变，但其某些生物学行为却类似恶性行为，尤其是具有组织侵袭、远处种植生长的能力。可引起痛经和不孕，严重困扰着广大妇女的身心健康。EMs一直是妇科领域的难治之症，国内外妇产科学者一直在努力探索其发病机制，但至今尚无定论。研究证明，子宫内膜碎片(腺上皮及间质)必须通过粘附、侵袭和血管形成，才可以生存、生长，并引起病变和症状。目前，很多研究也是从粘附，侵袭以及血管形成相关因子着手，试图发现EMs的发病机制。其中主要的相关因子包括整合素家族相关因子、基质金属蛋白酶(metrix metalloproteinase，MMPs)及组织金属蛋白酶抑制剂( tissueinhibitors of metalloproteinase， TIMPs)、血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(KDR)，而这些也是EMs发生机制中的研究热点，本文就MMP及其TIMP在EMs中的研究进展作一综述。

　　1 MMPs和TIMPs
　　
　　MMPs是一组调节复杂，钙及锌依赖的中型蛋白酶家族，是细胞外基质降解过程中的重要酶类。MMPs的活性调节在组织重建、炎症及肿瘤生长、侵袭、转移等过程中起重要作用。在正常稳态组织中MMPs表达量极少，而在炎性细胞因子、激素、生长因子刺激下其表达量上升，从而在许多生理及病理过程中扮演重要角色。根据结构的同源性和底物的特异性MMPs被分为五类（1）胶原酶类：如MMP1。（2）明胶酶：如MMP2和MMP9。（3）基质裂解酶：如MMP3，MMP10，这类酶可以降解基底膜的许多成分和蛋白多糖反应蛋白质核心。（4）模型蛋白酶：如MMP14，MMP15，是一组与膜关联的MMPs。（5）其他：如2000年在子宫内膜癌细胞系中被鉴定的MMP26，它们的底物是不同的或者是未确定的。
　　
　　TIMPs是MMP体内天然的抑制剂，是一组能抑制MMP活性的多功能因子家族。目前发现有TIMP1、2、3、4四种，TIMP1、2、4为可溶性蛋白，TIMP3是一种结合细胞外基质的不可溶性蛋白。TIMPs主要是从MMP酶原活化阶段、在活化的MMP阶段两个方面抑制MMP的激活。其表达受激素、细胞因子和生长因子多方面的调控。TIMP通过调节MMP的活性调控细胞外基质的更新，细胞外机制合成与降解过程的协调依赖于二者间的平衡。子宫内膜周期性的增生和剥脱生理过程中无疑贯穿着组织的崩解和重建，因此MMPs和TIMPs的协调表达必然在这一过程中起着关键作用。
　　
　　研究证明组织中MMPs和TIMPs与涉及细胞外基质(ECM)降解和重建的生理和病理过程有关，如子宫内膜的周期性增生和脱落、乳腺组织的发育和萎缩、结缔组织的发育等。近年来在EMs的研究中也比较关注MMPs和TIMPs的表达和变化，许多研究表明，MMPs和TIMPs的表达异常与子宫内异症的发生有一定的关系，而抑制MMPs活性成为子宫内膜异位症治疗的又一新靶点。另外，MMPs近年来的研究还表明MMPs在降解ECM的同时，还具有调节细胞生长、凋亡、分化等更广泛而复杂的生物学作用［2］。另有研究也证明，MMPs和TIMPs在恶性肿瘤细胞的侵润和转移过程中起着决定性的作用。所以，对异位症与侵润转移相关因子的研究可以增进我们对这种疾病病因的分子机制的理解［3］。

　　2 MMPs及TIMPs与子宫内膜异位症
　　
　　子宫内膜的月经周期变化过程涉及细胞增殖和凋亡、组织降解和重建等一系列细胞行为，有报道表明，在子宫内膜不同类型的细胞中，多种MMP分子在子宫内膜中的变化与月经周期相关。它们有特异的表达模式，表达水平呈现一定的周期性变化。如Hampton等研究表明，MMP1和MMP3 mRNA的表达严格限制在月经期。另有研究观察到MMP7和MMP11不但在月经期表达，而且在之后的增殖期也持续表达，但水平有所下降［4］。除了MMP7在子宫内膜上皮细胞特异表达外，子宫内膜中的基质细胞表达所有类型的MMPs5］。Mizumoto等［6］采用免疫组化研究内异症患者子宫内膜MMP1、2、3、7、9的表达模式，结果显示月经期MMP1、2和9在基质细胞和上皮细胞，而MMP7仅在上皮细胞都检测到强烈的表达，并由此推测以为内膜对周围基质降解作用是多种MMP共同作用的结果。MMP3主要表达于某些巨噬细胞，但关于其表达模式尚不清楚。子宫内膜异位症对胞外基质的降解可能涉及多种MMPS，这些MMPs主要产生于基质细胞［7］。有研究发现，在经期脱落的内膜中.有包括MMP9及TIMP1在内的多种MMP及TIMP的表达。目前的研究也逐渐显示，在EMs患者的病灶组织中一些MMP呈高表达［8］，如异位内膜比在位内膜产生更多的MMP2，3，9，且MMP3在异位病灶的表达也不具有正常妇女在位内膜表达的那种周期性变化，而是呈持续性高表达［9］。Chung等［10］研究表明与EMs患者在位内膜相比，异位内膜呈现MMP9，MMP2mRNA高表达和TIMP3、TIMP2低表达。Lim等［11］应用免疫组化法对MMP7、9、13在EMs在位和异位内膜中的定性表达研究发现:异位内膜中MMP7，9，13表达强于在位内膜，且在深部内异病变中表达强于浅表内异病变，故认为MMP由于在异位内膜中表达增强使其具有更强的降解细胞外基质的能力。最近研究表明，间质细胞中的MMP2可能在EMs的进展中起重要作用［12］。由此可见，MMPs在以为病灶中的过度表达已被许多研究证实，同时有效的治疗可使其表达水平降低。
　　
　　此外，研究还发现一种孕激素受体激动剂——TNPR能有效的下调MMP在子宫内膜中的表达，并且在EMs小鼠模型中有效诱导损伤的减少，从反面证明MMP的表达与EMs的关系［13］。然而不论从哪个角度去研究，在EMs的发生过程中MMP的表达均发生变化，因此设想MMP在EMs的病理发生过程中起到一定作用，但具体作用机制尚有待进一步研究。
　　
　　近年来，随着研究的不断深入，对MMPs结构功能关系的认识有了迅速增长，同时新的MMPs成员被不断的发现。如MMP26 (endometase)是Park等于2000年从子宫内膜癌。DNA文库克隆到的，其分子量仅为28kDa，是目前发现的MMPs成员中分子量最小的一个。并且MMP26具有与其它MMPs不同的结构特点和基因转录调节区，MMP26在被检测的8种人组织中，只表达于子宫，提示它可能具备某些特殊的功能。Isaka K等的研究表明MMP26定位于子宫内膜腺上皮细胞［14］。

　　
　　TIMPs作为MMPs的组织型抑制剂，可与活性形式的MMPs以1:1的比例形成以非共价键和化学键结合的高亲和力不可逆的复合物来调节MMPs的活性。MMP/TIMP的比例增加与经期逆流于腹腔的内膜侵袭生长于异位部位有明显的相关性。MMP/TTMP失衡导致细胞外基质降解，基底膜消失，促使子宫内膜在异位部位的生长。TIMP1在间质细胞、上皮细胞中表达无明显差异，且表达于各个时期的内膜中。体外动物实验证实TIMP1可有效地减少异位症的侵袭生长。Kim等［15］研究发现TIMP1和TIMP2能抑制血管生成素诱导血管内皮细胞出芽。TIMP1可与活化的MMP1、MMP3、MMP9形成复合体而抑制其活性，TIMP2主要抑制MMP2活性，对MMP家族其他成员也有抑制作用，并能阻碍所有被激活的MMPs的水解酶活性。TIMP1/MMP9复合物还能与MMP3结合形成一个更加稳定的三元复合物，导致对MMP3活性的抑制。TIMP3能抑制MMP1、2、3、7、9和13的活性，还能阻断另外一种金属蛋白酶ADAM10的活性［16］。TIMP4能抑制MMP2和MMP7的活性，对MMP1、3和9也有较弱的抑制作用，然而TIMP4的研究不够透彻。Sharpe等对实验大鼠的研究表明:用GnRHa 治疗患子官内膜异位症的大鼠后MMP的活性降低，而MMP抑制物(TIMPs)的活性增加，同时也证实了EMs患者如腹腔中TIMP1明显下降。且有体外动物实验证明TIMP1可有效减少异位内膜的侵袭生长。
　　
　　总之，MMPs及TIMPs在子宫内膜异位症的发生发展中具有重要作用，并为EMs的治疗提供了新的靶点。抑制MMPs活性是当前研究的主要方向。在子宫内膜异位症病人中使用简便易行的、标准化的MMPs， TIMPs检测，有助于评估病情及治疗效果，为广大EMs患者排忧解难。

参考文献

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