热烧伤后的人角膜组织中基质金属蛋白酶2、9表达的研究

　　光学显微镜下观察HE染色切片：正常人的角膜上皮细胞完整,基质纤维排列整齐,无炎症性细胞浸润（图1A）。角膜热烧伤组织标本角膜正常结构破坏，上皮细胞层不完整，细胞数量增多且排列不规则；基质纤维肿胀，排列紊乱，多量细胞浸润；上皮层及基质层中可见中性粒细胞和淋巴细胞浸润（图1B）。正常人角膜中MMP2、MMP9免疫组化染色均未见阳性表达（图2A，图3A）。角膜热烧伤标本中，MMP2阳性染色部位主要位于角膜上皮细胞层和基质层（图2B）。MMP9阳性染色部位主要位于上皮层和基底膜（图3B）。依据不同病程，分段观察MMP2、MMP9在角膜热烧伤中的表达见表1。以正常角膜为阴性对照，实验组MMP2、MMP9阳性表达的细胞数平均值及统计学分析见表2。以对照组平均灰度值为基值，实验组平均灰度值及±s统计学分析见表3。表1角膜热烧伤中酶的表达（略）注:表中阳性细胞及灰度值均为平均值表2MMP2、MMP9阳性染色细胞数平均值（略）表3实验组平均灰度值及统计学分析（略）

　　角膜是一个多型胶原的复合组织。胶原蛋白占角膜重量的75％，角膜基质中主要含有Ⅰ型胶原，亦含有少量Ⅲ、Ⅴ型胶原等，上皮基底膜主要成分为Ⅳ型胶原［1］。角膜热烧伤后角膜溶解为角膜胶原降解导致的破坏性角膜疾病，有多种水解酶参与此过程，在诸多酶中，MMPs可能起主要作用[2]。MMPs是一组锌离子依赖的肽链内切酶，能够降解ECM和基膜中不同的蛋白质成分[3]。生理条件下MMPs合成和分泌主要通过自分泌和旁分泌的生长因子来调节［47］。MMPs不仅参与正常的生理条件下组织重塑过程；而且这些蛋白水解酶的异常变化可以促成许多病理改变。目前发现的有26种之多［8,9］,依据其功能和结构的不同，将其分为明胶酶、白明胶酶、基质降解酶、膜型金属蛋白酶和其他类型的酶。MMPs主要由炎症细胞和细菌分泌，角膜细胞本身也可以产生一部分。其中MMP2、MMP9分布最广，研究最多，它们均属于白明胶酶类，MMP2水解的底物主要是明胶，Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅹ型胶原，弹性蛋白等，相对分子量为72kDa。MMP9水解的底物主要是明胶，Ⅳ、Ⅴ、Ⅹ型胶原，弹性蛋白等,相对分子量为92kDa［10,11］。在角膜热烧伤中发挥重要作用。　　随着工业现代化的发展，角膜热烧伤疾病在逐年增多。由于其导致的角膜损害多较严重，引起的视力损害明显，成为近年来人们研究较多的疾病。角膜热烧伤首先导致角膜组织凝固坏死，角膜混浊、上皮剥脱、基质水肿，重者甚至角膜穿孔；继而引起大量炎性细胞浸润，导致明显的炎症反应。角膜浸润的炎性细胞产生多量MMPs，主要为MMP2、MMP9，降解角膜胶原和蛋白聚糖，引起角膜组织的溶解破坏，加重角膜热烧伤造成的组织损害。目前临床主要采用抗炎药物保守治疗此类疾病，缺乏有效的针对性的治疗手段。以往动物研究提示，两种酶在角膜热烧伤不同病程中的表达具有时间及分布的差异性。烧伤后早期MMP9在上皮层及基底膜的高表达导致其明显溶解坏死，继之MMP2在基质层的高表达导致其严重溶解坏死［2,12］。针对两种酶不同的表达特点，在不同病程中应用特异性MMPs抑制剂治疗动物角膜热烧伤，明显缩短了热烧伤炎症持续时间，降低了角膜溃疡及穿孔的发生，减少了角膜瘢痕的形成，证明MMPs抑制剂对角膜热烧伤是一种潜在的有效治疗手段。但由于MMPs具体作用机制不明确，加之MMPs抑制剂具有一定的毒性，使得临床上安全使用MMPs抑制剂的应用研究受到限制。本实验组对热烧伤动物模型研究显示，在角膜烧伤后伴随角膜损害的发展，MMP2的表达逐渐升高，14d即角膜基质溶解高峰期时MMP2的表达达到最高峰后，以后逐渐开始下降。本研究显示，病史在10~20d的病变角膜MMP2的表达明显高于其他时间的病例，与动物实验结果相一致。证明了MMP2与角膜烧伤后基质层病变损害程度呈正相关。MMP9在病史小于10d的病例的表达明显高于其它时间的表达，与角膜烧伤初期基底膜的破坏作用明显有关。总之，与正常人角膜对照，MMP2、MMP9在角膜热烧伤中的表达具有统计学意义。表明这两种酶在角膜热烧伤过程中也起着重要作用。　　本研究结果发现，MMP2、MMP9均参与了所研究疾病的发病过程，并且与病变的发展和严重程度呈正相关性。MMP2、MMP9的分布与其作用的底物分布相一致。如果在疾病的不同临床时期，使用特异性的MMPs抑制剂可以将疾病的损害减少到最小程度。本次实验利用人的角膜热烧伤病变角膜为实验组，以正常人的角膜作对照，检测了MMP2、MMP9在两组疾病中的表达，并进行了定性和半定量的统计学分析。真实反映了热烧伤后人角膜溶解坏死与MMPs的关系，明确了两种酶在所研究疾病中的重要作用，使我们对其与研究疾病的关系有了初步的了解，为临床应用可能的药物治疗提供了初步的理论依据。

　　【参考文献】

　　1FiniME,GirardMT,MatsubaraM.collagenolytic/gelatinolyticenzymesincornealwoundhealing.ActaOphthalmolSuppl1992（202）:2633

　　2ShiQC,NingJH.RestrainedeffectofGM6001thetissueinhibitorofmatrixmetalloproteinasesonthegrowthofratscornealneovascularizationafteralkalineburn.IntJOphthalmol（GuojiYankeZazhi）2008;8（3）:496498

　　3LiH,GaoXW,RenB.Theresearchadvanceofthetreatmentofcornealneovascularization.IntJOphthalmol（GuojiYankeZazhi）2006;6（4）:848850

　　4GravesLE,AriztiaEV,NavariJR,etal.Proinvasivepropertiesofovariancancerascitesderivedmembranevesicles.CancerRes2004;64（19）:70457049

　　5McCawleyLJ,CrawfordHC,KingLEJr,etal.Aprotectiveroleformatrixmetalloproteinase3insquamouscellcarcinoma.CancerRes2004;64（19）:69656972

　　6GirardMT,MatsubaraM,FiniME.Transforminggrowthfactorβandinterleukin1modulatemetalloproteinaseexpressionbycornealstromalcells.InvestOphthalmolVisSci1991;32（9）:24412454

　　7KaronMD,KlyceSD.Effectofinhibitionofinflammatorymediatorsontraumainducedstromaledema.InvestOphthalmolVisSci2003;44（6）:25072511

　　8ZengH,XiaoY,LuG,etal.Immunohistochemicalstudiesoftheexpressionofmatrixmetalloproteinase2andmetalloproteinase9inhumanprostatecancer.JHuazhongUnivSciTechnologMedSci2003;23（4）:373374