MMP-3 5A/6A基因多态性在急性冠脉综合征中的作用

杜纪兵 孟冬梅 刘 寅 毛用敏 高 静 陈树涛 丛洪良

MMP-3 5A/6A基因多态性在急性冠脉综合征中的作用

杜纪兵 孟冬梅 刘 寅 毛用敏 高 静 陈树涛 丛洪良△

目的：研究基质金属蛋白酶（MMP-3）启动子区域5A/6A基因多态性是否参与了急性冠脉综合征发生、发展过程。方法：将因胸部不适行冠状动脉（冠脉）造影的389例患者，根据临床症状及冠脉造影检查结果分为急性冠状动脉综合征（ACS）组（232例）和对照组（157例），分别进行2组患者临床资料对比及血液学标本基因多态性、MMP-3含量检测。ELISA法检测MMP-3含量，PCR法测基因多态性。结果：ACS组携带突变型基因患者比例明显高于对照组（36.21%vs 24.84%,P<0.05）；ACS组携带MMP-3 5A等位基因频率明显高于对照组（18.97%vs 6.53%,P<0.01）；ACS组MMP-3血清含量也明显高于对照组[（12.37±2.96）μg/L vs（9.59±2.77）μg/L,P<0.05]。结论：携带MMP-3 5A等位基因患者更易导致动脉粥样硬化斑块的破裂，从而触发急性冠脉综合征的发生。

基质金属蛋白酶-3 多态现象,遗传 基因 急性冠状动脉综合征

目前研究证实，动脉粥样硬化斑块纤维帽的破裂以及即发血栓形成是急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome,ACS）发生、发展的首要原因[1]。虽然纤维帽破裂的具体机制尚未阐明，但是近年来研究表明基质金属蛋白酶家族（matrix metalloprotinases,MMPs）因能降解多种细胞外基质（extracellular matrix,ECM）成分，从而在纤维帽的变薄及破裂过程中发挥关键作用[2]。MMP-3作为MMPs家族的重要一员，其启动子区域-1612位点5A/6A基因多态性逐渐受到关注。有研究证实5A等位基因表达活性明显强于6A等位基因[3]。本研究旨在探讨MMP-3基因多态性是否参与ACS发生、发展过程。

1 资料与方法

1.1一般资料 所有受试者均为天津市胸科医院2006年1月—2007年6月因胸部不适住院治疗患者共389例。根据诊断及检查结果分为2组：（1）对照组157例，经血液生化、胸片、心电图及冠状动脉（冠脉）造影检查排除心脏病、高血压及糖尿病等疾患，且肝肾功能正常。（2）ACS组232例，均符合1979年WHO冠心病诊断标准，并且经冠状动脉造影证实冠状动脉中至少有一支血管狭窄≥50%。2组一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1 2组一般资料比较

1.2MMP-3血清含量检测及MMP-3基因多态性检测 采用ELISA法检测2组患者血清中MMP-3含量，应用Thermo MULTISKAN MK3 ELISA检测仪进行测定，试剂购自上海森雄科技有限公司。从受试者的白细胞中提取DNA，应用德国Eppendrof PCR仪扩增目的基因片段，基因引物由上海生工生物工程有限公司合成。引物序列：上游5′-GGTTCTCCA TTCCTTTGATGGGGGGAAAAG-3′；下游 5′-CTTCCTGGAAT TCACATCGAAACCACT-3′，扩增含MMP-3启动子区域-1 612位点目的基因129 bp大小片段。PCR反应基本条件为：95℃预变性3 min;变性95℃3 min，退火63℃30 s，延伸72℃1 min共35个循环。应用特异性的限制核酸内切酶Tth 111Ⅰ（GACN/NNGTC）进行酶切后，3%琼脂糖凝胶电泳鉴定MMP-3基因。

1.3统计学方法 采用SPSS 13.0统计学软件。计量资料以±s表示，2组间均值比较用t检验，应用基因计数法计算等位基因频率，经Hardy-Weinberg遗传平衡定律做吻合度检验。采用χ2检验，进行等位基因频率和基因型频率计算，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1MMP-3基因多态性检测结果 在PCR产物5A/6A多态位点处产生了一个限制性内切酶Tth111Ⅰ的识别序列。含5A等位基因的纯合子PCR产物被该酶切为97、33 bp大小2个片段，而6A/6A纯合子不被酶切，为1条129 bp的片段，5A/6A杂合子则为129、97、33 bp大小3个片段，见图1。MMP-3基因型分为野生型基因（6A/6A，n=266）和突变型基因型（5A/5A+5A/6A，n=123），2组均符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律（χ2分别为1.76和1.31，P>0.05）。ACS组携带突变型基因型比例及携带5A等位基因频率均明显高于相应对照组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.2MMP-3血清含量测定 ACS组MMP-3含量明显高于对照组，差异有统计学意义[（12．37±2．96）μg/L vs（9．59±2．77）μg/L,t＝ 3．284，P ＜ 0．05]。

图1 MMP-3启动子基因片段PCR产物酶切结果

表2 MMP-3基因多态性分析结果比较

3 讨论

研究发现，动脉粥样硬化斑块局部的炎症和遗传因素在斑块不稳定性方面发挥至关重要的作用[4]。MMPs作为一种Zn2+和Ca2+依赖性的内肽酶家族参与了血管重塑和炎症细胞侵入血管壁过程[5]。尽管MMPs的激活能够减少ECM含量，从而限制动脉粥样硬化斑块的进展，但是局部MMPs不协调激活则能够导致动脉粥样硬化斑块纤维帽变薄和破裂，从而引起ACS的发生[6]，MMP-3作为MMPs中的重要一员在此过程中发挥重要作用[7]。MMP-3不仅能降解胶原蛋白Ⅲ、Ⅳ、Ⅸ、Ⅹ，蛋白聚糖、纤维连接蛋白及层粘连蛋白等多种细胞外基质成分，且可激活MMP-1、8、9及13前体并能够自身激活，引起ECM降解瀑布效应[8]。Henney等[9]通过原位杂交方法证实动脉粥样硬化斑块中平滑肌细胞和巨噬细胞内均可见MMP-3表达，尤其是在趋于斑块破裂的部位，从而导致纤维帽的变薄进而趋于破裂。

MMP-3基因序列位于11号染色体长臂11q22.2-22.3位点，其基因多态性常见突变位于MMP-3启动子上游-1 612位点5A和6A突变。基础研究证实通过体外成纤维细胞和中膜平滑肌细胞短暂表达，携带5A等位基因表达活性是携带6A等位基因的2倍[10]。一项大于6 000例患者的临床荟萃分析显示，6A/6A等位基因与冠脉造影证实的动脉粥样硬化进展密切相关，分析原因与MMP-3 6A等位基因表达活性明显弱于5A等位基因，从而加速ECM的积聚有关[11]。但是携带5A等位基因患者是否容易引起ACS发生尚有待验证。本研究显示ACS患者中携带突变型基因型比例以及5A等位基因频率均明显高于对照组。因此笔者推测，在某些外界环境刺激下携带MMP-3 5A等位基因患者由于5A等位基因表达活性明显高于6A等位基因，从而导致冠状动脉粥样硬化斑块局部MMP-3含量增加，致使局部纤维帽不稳定性增加，引起斑块破裂，进而导致临床急性冠脉综合征发生。另外，Kelly等[12]通过观察382例急性心肌梗死患者发现MMP-3血清含量在急性心肌梗死患者中明显升高。Inoue等[13]通过对比20例ACS患者与20例非ACS患者发现，MMP-3血清含量在ACS患者中亦明显升高。本研究中亦发现ACS组MMP-3血清含量明显高于对照组，提示MMP-3表达含量的增加促使局部动脉粥样硬化斑块不稳定性增加，引起ACS发生。

[1] Pundziute G,Schuijf JD,Jukema JW,et al.Evaluation of plaque characteristics in acute coronary syndromes:non-invasive assessment with multi-slice computed tomography and invasive evaluation with intravascular ultrasound radiofrequency data analysis[J].Eur Heart J,2008,29(19):2373-2381.

[2] Newby AC.Dual role of matrix metalloproteinases(matrixins)in intimal thickening and atherosclerotic plaque rupture[J].Physiol Rev,2005,85(1):1-31.

[3] Samnegard A,Silveira A,Lundman P，et al.Serum matrix metalloproteinase-3 concentration is influenced by MMP-3-1612 5A/6A promoter genotype and associated with myocardial infarction[J].J Intern Med,2005,258(5):411-419.

[4] Bucova M,Bernadic M,Buckingham T.C-reactive protein,cytokines and inflammation in cardiovascular diseases[J].Bratisl Lek Listy,2008,109(8):333-340.

[5] Dabek J,Kulach A,Gasior Z.The role of matrix metalloproteinases in acute coronary syndromes[J].Eur J Intern Med,2007,18(6):463-466.

[6] Adiguzel E,Ahmad PJ,Franco C,et al.Collagens in the progression and complications of atherosclerosis[J].Vasc Med，2009,14(1):73-89.

[7] White AJ,Duffy SJ,Walton AS,et al.Matrix metalloproteinase-3 and coronary remodelling:implications for unstable coronary disease[J].Cardiovasc Res,2007,75(4):813-820.

[8] Mori S,Gibson G,McTiernan CF.Differential expression of MMPs and TIMPs in moderate and severe heart failure in a transgenic model[J].J Card Fail,2006,12(4):314－325.

[9] Henney AM,Wakeley PR,Davies MJ,et al.Localization of stromelysin gene expression in atherosclerotic plaques by in situ hybridization[J].Proc Natl Acad Sci USA,1991,88(18):8154-8158.

[10] Ye S,Eriksson P,Hamsten A,et al.Progression of coronary atherosclerosis is associated with a common genetic variant of the human stromelysin-1 promoter which results in reduced gene expression[J].J Biol Chem,1996,271(12):55-60.

[11] Humphries S,Bauters C,Meirhaeghe A,et al.The 5A6A polymorphism in the promoter of the stromelysin-1(MMP3)gene as a risk factor for restenosis[J].Eur Heart J,2002,23(9):721-725.

[12] Kelly D,Khan S,Cockerill G,et al.Circulating Stromelysin-1(MMP-3):a novel predictor of LV dysfunction,remodelling and allcause mortality after acute myocardial infarction[J].Eur J Heart Fail,2008,10(2):133-139.

[13] Inoue T,Kato T,Takayanagi K,et al.Circulating matrix metalloproteinase-1 and-3 in patients with an acute coronary syndrome[J].Am J Cardiol,2003,91(12):1461－1464.

The role of MMP-3 5A/6A Polymorphism in Acute Coronary Syndrome

DU Jibing,MENG Dongmei,LIU Yin,MAO Yongmin,GAO Jing,CHEN Shutao,CONG Hongliang

Tianjin Chest Hospital,Tianjin,300051,China

Objective:To investigate the relationship between matrix metalloprotinase(MMP)-3 5A/6A polymorphism and acute coronary syndrome(ACS).Methods:Three hundred and eighty nine patients were divided into ACS group(n=232)and control group(n=157)according to the clinical syndrome and coronary angiography results after admission.The clinical data and blood samples were collected in the two groups.Results:The results showed that there were significantly more patients carried 5A/6A+5A/6A gene type in ACS group than those of control（36.21%vs 24.84%,P<0.05).The number of patients with 5A allele frequency was also higher in ACS group than that in control group（18.97%vs 6.53%,P<0.001).On the other side,the result showed that there was a higher level of serum MMP-3 in ACS group compared with that of control group[（12.37±2.96） μg/L vs （9.59±2.77） μg/L， P<0.05）].Conclusion:Patients who carried MMP-3 5A allele were more likely lead to atherosclerotic plaque rupture,and thus trigger the occurrence of ACS.

matrix metalloproteinase 3 polymorphism,genetic genes acute coronary syndrome

300051 天津市胸科医院

△通讯作者 E-mail:hongliangcong@126.com

（2010-02-08收稿 2010-03-10修回）

（本文编辑 陆荣展）

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