1、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
2、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
3、就 MMP 及其 TIMP 在 EMs 中的研究进展作一综述。1 MMPs 和 TIMPsMMPs 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 MMP1 。 （2）明胶酶：如 MMP2和 MMP9 。 （3）基质裂解酶：如 MMP3,MMP10 ，这类酶可以降解基底膜的许多成分和蛋白
4、多糖反应蛋白质核心。 （4）模型蛋白酶：如MMP14,MMP15, 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 MMP26 ，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 TIMP1 、2 、3 、4 四种，TIMP1 、2 、4 为可溶性蛋白，TIMP3 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
5、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，
6、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
7、，MMP1和 MMP3 mRNA 的表达严格限制在月经期。另有研究观察到 MMP7 和MMP11 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 MMP7 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 MMP1 、2 、3 、7 、9 的表达模式，结果显示月经期 MMP1 、2 和9 在基质细胞和上皮细胞，而 MMP7 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。MMP3 主要表达于某些巨噬细胞，但关于其表达模式尚不清楚。
8、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 MMP9 及 TIMP1 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 MMP2,3,9 ，且 MMP3 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 MMP9,MMP2mRNA 高表达和 TIMP3 、TIMP2 低表达。Lim 等11应用免疫组化
9、法对 MMP7 、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 MMP7,9,13 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 MMP2 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
10、。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 MMP26 (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 MMP26 具有与其它 MMPs 不同的结构特点和基因转录调节区，MMP26 在被检测的8 种人组织中，只表达于子宫,提示它可能具
11、备某些特殊的功能。Isaka K 等的研究表明 MMP26 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。TIMP1 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 TIMP1可有效地减少异位症的侵袭生长。Kim 等15研究发现 TIMP1 和TIM
12、P2 能抑制血管生成素诱导血管内皮细胞出芽。TIMP1 可与活化的MMP1 、MMP3 、MMP9 形成复合体而抑制其活性，TIMP2 主要抑制MMP2 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。TIMP1/MMP9 复合物还能与 MMP3 结合形成一个更加稳定的三元复合物，导致对 MMP3 活性的抑制。TIMP3 能抑制 MMP1 、2 、3 、7 、9 和13 的活性，还能阻断另外一种金属蛋白酶 ADAM10 的活性16 。TIMP4 能抑制 MMP2 和 MMP7 的活性，对 MMP1 、3 和9 也有较弱的抑制作用，然而 TIMP4 的研
13、究不够透彻。Sharpe 等对实验大鼠的研究表明:用 GnRHa 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 TIMP1 明显下降。且有体外动物实验证明TIMP1 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】纪巍，宋晖，陈必良.子
14、宫内膜异位症的发病机制 国外医学妇幼保健分册，2000，11（4）：145149.2McCawley LJ, Matrisian LM: Matrix metalloproteinases: multifunctional contributors to tumor progression.Mol Med Today.2000,6(4):14956.Review 3StarzinskiPowitz A, Handrow-Metzmacher H，Kotzian S .The putative role of cell adhesion molecules in endometriosis:ca
15、n we learn from tumour metastasis.Mol Med Today 1999 Jul，5(7):304309.4Arumugam K Lim JM, Menstrual characteristics associated with endometriosis. Br J Obstet Gynaecol, 1997, 104:9489505Koks,C.A.,P.G Groothuis,P. Slaats et al.Matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors in antegradely shed m
16、enstruum and peritoneal fluid. Fertil. Steril.2000，73:6046126Mizumoto H，Saito T，Ashihara K,et al .Expression of matrix metalloproteinasses in ovarian endometriomas: immunohistochemical study and enzyme imnmnoassay.Life Sci, 2002,71(3):259273.7Mizumoto H,SaitoT ，Ashihara K，Expression of matrix metall
17、oproteinases in ovarian endometriomas: immunohistoc- hemical study and enzyme immunoassay. Life Sci，2002,71(3):259738Hmdelist G,Singer CF, Keckstein Jol. Matrix metalloproteinases and their role in menstruation and endometriosis.Z entralbl Gynak,2005,127(5):320324.9Uzan C,Cortez A,Dufournet C,et al.
18、Eutopic endometium and peritoneal,ovarian ans bowel endometriotic tissues express a different profile of matrix metalloproteinases2,3 and 11,and of tissue inhibitor metalloproteinases1 and 2 . Virchows Arch，2004，445（6）：603609.10?Chung HW, Wen Y, Chun SH, et al. Matrix metalloproteinase-9 and tissue
19、inhibitor of metalloproteinase-3 mRNA expression in ectopic and eutopic endometrium in women with endometriosis:a rationale for endometriotic invssiveness. Fetril Steril, 2001,75(1):15215911?Lim YT,Yang YJ. Expression of matrix metalloporteinases in deep Lesions of endometriosis.Fetril Steril,2002,7
20、7（Suppl）:4243.12?Kim HO, Yang KM, Kong IS，et al .Expression of CD44s,vascular endothelial growth factor, matrix metalloproteinases-2 and Ki-67 in peritoneal, rectovaginal and ovarian endometriosis.Reprod Med,2007,52(3):207213.13?Bruner-Tran KL, Zhang Z, Eisenberg E, et al.Down-regulation of endometr
21、ial matrix metalloproteinases-3 and -7 expression in vitro and therapeutic regression of experimental endometriosis in vivo by a novel nonsteroidal progesterone receptor agonist, tansproget. Clin Endoerinal Metab, 2006, 91(4):15541560.14?Isaka K, Nishi H, Nakai H, et al.: Matrix metalloproteinase-26
22、 is expressed in human Endometrium but not in endometrial carcinoma. Cancer，2003, 97(1):7989.15?Kim I,Kim HG, Moon SO, et al. Angiopoientin-1 induces endothelial cell aprouting through the activation of focal adhesion kinase and plasmin secretion. Cire Res, 2000,86(9):952959.16?Amour A, Knight CG, Webster A, Slocombe PM, Stephens PE, Knauper V, Docherty AJ,Murphy G The in vitro activity of ADAM-10 is inhibited by TIMP-1 and TIMP-3.FEBS Lett,2000，473(3):275279.
