MMP-12在慢性阻塞性肺疾病患者肺組織中的表達及其與氣流受限的關(guān)系

曾春芳 李勇謙 秦碧媛

MMP-12在慢性阻塞性肺疾病患者肺組織中的表達及其與氣流受限的關(guān)系

曾春芳 李勇謙 秦碧媛

目的探討基質(zhì)金屬蛋白酶12(MMP-12)在慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)患者肺組織中的表達及其與氣流受限的關(guān)系。方法收集因肺部腫瘤行肺葉切除手術(shù)患者肺組織60例，其中非慢阻肺患者(A組)30例，慢阻肺患者(B組)30例?；颊咝g(shù)前均進行肺功能指標(FEV1%，F(xiàn)EV1/FVC%)檢測；采用免疫組織化學方法檢測MMP-12在肺組織中的表達。結(jié)果B組肺組織中MMP-12的蛋白表達較A組明顯增強(Plt;0.05)，且與肺功能指標(FEV1%，F(xiàn)EV1/FVC%)呈負相關(guān)。結(jié)論MMP-12在慢阻肺患者肺組織中的表達上調(diào)并與肺功能指標相關(guān)，MMP-12可能參與了慢阻肺的氣道炎癥過程，也是引起氣流阻塞的重要因素。

慢性阻塞性肺疾?。换|(zhì)金屬蛋白酶12；氣流受限

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是以不完全可逆的氣流受限進行性發(fā)展為特征的一類疾病，發(fā)病率和死亡率逐年上升，是一種嚴重危害人類健康的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，但其病因和發(fā)病機制復雜且未完全闡明。目前有關(guān)慢阻肺發(fā)病機制包括炎性反應、氧化應激、蛋白-抗蛋白酶和細胞凋亡等，其中蛋白酶/抗蛋白酶失衡是最被大家接受的發(fā)病學說之一[1-2]?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一族結(jié)構(gòu)相似可以降解細胞外基質(zhì)(ECM)并引起慢阻肺患者氣道破壞和重構(gòu)的酶類。本研究意在探討MMP-12在慢阻肺發(fā)生與發(fā)展中作用。

材料與方法

一、臨床資料

標本取自我院胸外科因肺部腫瘤行肺葉切除術(shù)者60例，其中慢阻肺組30例，男22例，女8例，年齡48-78歲，平均年齡(58.1±10.3)歲；非慢阻肺組30例，男20例，女10例，年齡40-75歲，平均年齡(56.1±9.2)歲。排除標準：① 術(shù)前2個月內(nèi)呼吸道感染病史。② 合并其他肺部疾病。③ 合并心、肝、腎等其他慢性系統(tǒng)疾病。所有患者術(shù)前均進行胸部CT和肺功能檢查。慢阻肺患者診斷符合中華醫(yī)學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組制定的慢阻肺診治標準[3]。兩組患者在性別、年齡等方面無統(tǒng)計學差異。

二、主要儀器及試劑

肺功能儀為德國JAEGER生產(chǎn)。免疫組化試劑MMP-12抗體檢測試劑盒均購于武漢博士德生物工程有限公司。

三、方法

1 肺功能測定 兩組患者均與手術(shù)前測定肺功能指標FEV1、FEV1%、FEV1/FVC%。

2 標本收集 肺組織標本均于遠離腫瘤病灶gt;5cm處取材，立即用4%多聚甲醛浸泡固定，石蠟包埋切片，切片厚度4μm，HE染色，病理學專家閱片排除腫瘤浸潤。

3 MMP-12免疫組織化學染色 采用免疫組化法檢測MMP-12在肺組織中的蛋白含量表達。PBS液代替一抗染色為陰性對照；MMP-12兔抗大鼠多克隆抗體1 ∶100稀釋；參照試劑盒說明進行免疫組化染色操作。染色陽性部位呈棕黃色。采用IPP16.0多功能彩色圖像分析系統(tǒng)對免疫組化切片進行分析，以平均光密度(A)代表MMP-12蛋白的表達含量。

四、統(tǒng)計學方法

結(jié) 果

一、兩組受試者肺功能比較B組肺功能指標均明顯低于A組(Plt;0.05)。(見表1)。

表1 兩組肺功能比較

注：與A組比較Plt;0.05

二、支氣管肺組織MMP-12免疫組化表達

MMP-12主要表達于肺組織肺泡上皮細胞、單核細胞細胞膜和細胞漿內(nèi)，B組較A組患者明顯升高(Plt;0.05)，(見表2、圖1)。

表2 兩組MMP-12表達(平均吸光度

注：與A組比較Plt;0.05

三、相關(guān)性分析

B組MMP-12與肺功能指標(FEV1%，F(xiàn)EV1/FVC%)呈負相關(guān)(r=-0.409，Plt;0.05；r=-0.791，Plt;0.05)。

圖1 免疫組化檢測人體支氣管肺組織MMP-12免疫組化的表達(400×)A組(非慢阻肺組)；B組(慢阻肺組)

討 論

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是一種以氣流受限進行性發(fā)展為特征的慢性氣道炎癥性疾病[3]，慢阻肺氣流受限的病理基礎是慢性炎癥導致的呼吸道損傷及之后的組織修復，改變了呼吸道結(jié)構(gòu)，最終導致不可逆氣流受限。氣道炎癥和氣道重構(gòu)是慢阻肺的主要病理特征[4]。細胞外基質(zhì)(ECM)是分布和聚集在細胞表面和細胞間質(zhì)的復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，對維持肺泡結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。ECM的降解和沉積失衡是導致肺實質(zhì)破壞、間質(zhì)增生及呼吸道壁異常構(gòu)建重要原因[5-6]，而在此過程中，蛋白酶-抗蛋白酶系統(tǒng)失衡起著重要作用[1]。蛋白酶增加和抗蛋白酶不足均可導致ECM的過度水解、氣道重構(gòu)，最終導致慢阻肺的發(fā)生?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一類活性依賴于鋅離子和鈣離子的蛋白水解酶，主要生理功能是降解細胞外基質(zhì)。近年來研究表明，MMPs參與了慢阻肺發(fā)病過程[7-8]。

基質(zhì)金屬蛋白酶12(MMP-12)是基質(zhì)金屬蛋白酶家族中的一員，結(jié)構(gòu)包括前肽域、催化域和血紅素結(jié)合蛋白樣域[9]，主要由中性粒細胞、巨噬細胞等分泌[10-11]。MMP-12可以降解多種細胞外基質(zhì)，彈性蛋白是其主要底物[12-13]。彈性蛋白占人肺干重的20%以上，并在肺內(nèi)廣泛分布[14]，對保持小氣道的彈性回縮及防止肺泡萎陷至關(guān)重要。肺組織中彈性基質(zhì)成分的降解是慢性阻塞性肺氣腫發(fā)生、發(fā)展的主要原因[15-16]。MMP-12作為彈性蛋白的降解者，是慢阻肺形成過程中的重要損傷性因子。研究表明[17]MMP-12基因缺失的小鼠在慢性吸煙暴露下沒有發(fā)展成肺氣腫，相反轉(zhuǎn)基因小鼠過度表達MMP-12則伴隨肺氣腫的發(fā)生；Molet等[18]研究表明在慢阻肺患者支氣管肺泡灌洗液和支氣管活檢組織中，MMP-12的表達水平均顯著性升高。Yu 等[19]研究表明MMP12 基因多態(tài)性與慢阻肺 發(fā)生密切相關(guān)。Hunninghake等[20]研究表明MMP12參與了慢阻肺發(fā)病過程，且與FEV1下降有關(guān)。此外，研究還表明MMP-12可促進巨噬細胞釋放腫瘤壞死因子(TNF-α)，參與調(diào)節(jié)煙霧誘導的炎癥從而參與慢阻肺發(fā)病[21]； MMP-12還可激活其他基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)，從而增加細胞外基質(zhì)蛋白的降解，最終導致肺氣腫的發(fā)生[2]。

本研究結(jié)果顯示B組肺組織中MMP-12的蛋白表達較A組明顯增強(Plt;0．05)，且與肺功能指標(FEV1%，F(xiàn)EV1/FVC%)呈負相關(guān)，表明MMP-12在慢阻肺發(fā)病中有著重要作用， 其主要通過參與ECM的過度降解及氣道重塑破壞肺泡結(jié)構(gòu)，從而導致氣體滯留，引起氣流不可逆受限，最終導致慢阻肺的發(fā)生。

慢阻肺發(fā)病機制復雜，各種機制之間相互作用和相互影響，炎性反應、氧化應激、蛋白-抗蛋白酶和細胞凋亡是由一系列細胞因子、炎癥介質(zhì)、黏附分子、趨化因子形成復雜的網(wǎng)絡關(guān)系所致。研究慢阻肺發(fā)病機制，探索新的治療靶點，將為慢阻肺治療提供更廣闊的前景。提純或重組的特異性蛋白酶抑制物，如基質(zhì)金屬蛋白酶12(MMP-12)特異性抑制物TIMPs能選擇性抑制蛋白酶活性，減輕肺組織的損傷，可能為慢阻肺抗感染治療開辟一條新途徑。

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ExpressionofMMP-12inlungtissueofCOPDpatientsanditsrelationshipwithairflowlimitation

ZENGChun-fang,LIYong-qian,QINGBi-yuan
DepartmentofRespiratoryMedicine,DeyangPeople’sHospital,Deyang,Sichuan618000,China

ObjectiveTo investigate the expression of matrix metalloproteinase 12 (MMP-12) in lung tissue of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients and to explore the relationship of NE with airflow limitation.MethodsThe surgically resected lung specimens were collected from 60 patients with lung cancer, including 30 cases of non COPD (the group A) and 30 COPD patients (the group B). Pulmonary function indexes (FEV1%, FEV1/FVC%) were detected in all patients before operation. The expression of MMP-12 in lung tissue was detected by immunohistochemical method.ResultsThe protein expression of MMP-12 in the B group was significantly higher than that in the A group (rlt;0.05), and lung function index (FEV1% and FEV1/FVC%) showed a negative correlation.ConclusionThe over-expression of MMP-12 in lung tissue associates with lung function index. MMP-12 may be involved in the airway inflammation, and play an important role in the airway obstruction of COPD.

chronic obstructive pulmonary disease; matrix metalloproteinase 12; airflow limitation

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.12.004

四川省衛(wèi)生廳科研課題(No 120413)

618000 四川 德陽，德陽市人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科

曾春芳，E-mail：Zeng_cf68@126.com

2017-5-11]