基质金属蛋白酶-9及其相关因子在妇科肿瘤中的研究进展

邱文娜,张龙军,巴彩霞

(1.包头医学院,内蒙古包头 014060；2.包头市肿瘤医院妇瘤科)



基质金属蛋白酶-9及其相关因子在妇科肿瘤中的研究进展

邱文娜1,张龙军1,巴彩霞2

(1.包头医学院,内蒙古包头 014060；2.包头市肿瘤医院妇瘤科)

近年来随着肿瘤发生率的逐渐上升，妇科恶性肿瘤也成为威胁女性生存健康的首号杀手，据临床统计学分析,肿瘤的侵袭和转移是导致患者预后不佳的主要原因，约80 %的肿瘤患者死于侵袭和转移，但目前尚未发现具有特异性的生物学指标可有效预测肿瘤的侵袭与转移能力。因此，探寻肿瘤疾病浸润转移的机制，寻找对妇科肿瘤疾病侵袭、转移有指导及预测作用的生物因子，已经成为广大妇科研究专家的研究重点。

1 基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)的生物活性

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)是Lapiere和Gross在研究蝌蚪尾巴变化时首先发现的。MMPs是一组锌依赖的具有高度同源性的细胞外基质水解酶族，其与肿瘤侵袭转移密切相关。通过对多种妇科肿瘤中MMps的研究可发现，其中与妇科恶性肿瘤关系最为密切的基质金属蛋白酶为MMP-9。

MMP-9又称明胶B，是基质金属蛋白酶家族中非常重要的一个成员，其分子量最大约9 kD。它的主要功能是降解细胞外基质中的Ⅳ、V型胶原和及明胶蛋白,与肿瘤的侵袭、转移密切相关[1]。肿瘤发生浸润、转移时，必须先破坏细胞外基质，因为细胞外基质可称之为是细胞脱落游走及浸润和转移的第一道防线。MMP-9以酶原的形式在胞内形成并分泌到胞外，经过一系列复杂的过程被激活，从而产生生物学效应。MMP-9的活性主要受三个水平的调控：转录水平，酶原分泌和激活以及抑制剂的作用。其中任何一个环节被改变或是三者之间的平衡被打破，就极有可能导致肿瘤的发生、侵袭和转移。肿瘤的发生、发展是一个多因素、多阶段、多因子异常表达的复杂过程，而目前研究中得出只有两个或两个以上功能不同的癌基因同时被激活，才可诱发出肿瘤的发生、发展、侵袭和转移。因此，本文对MMP-9及其相关因子对妇科肿瘤的发生是协同或是拮抗作用作一综述。

2 MMP-9及其相关因子与妇科肿瘤

2.1 MMP-9和CD44V6CD44V6是一种变异型CD分子，与肿瘤细胞对周围基质的粘附能力有关，是一种粘附分子。CD44V6可以介导细胞间、细胞与细胞外基质间的粘附作用，而MMP-9的主要作用是降解破坏细胞外基质[2]。研究发现，几乎所有人类恶性肿瘤内部及周围组织中均可检测到MMPs活性增强和(或)表达增高。免疫组化和原位杂交研究已证明乳腺癌、结肠癌的肿瘤细胞与间质细胞均发现MMP-9的表达，而肿瘤组织表达高于间质细胞。MMP-9在间质细胞中可表达于纤维母细胞和噬细胞等[3]。MMP-9主要表达于癌细胞胞浆中，多呈片状弥散性分布，可呈中到强阳性表达。

孙红[4]、Davidson[5]等的研究中均证实CD44V6和MMP-9在正常宫颈组织、宫颈上皮内瘤变和宫颈浸润癌组织中的阳性表达率依次升高，对两者在宫颈癌中表达的进行Spearman等级相关分析，得出CD44V6和MMP-9两者呈正相关。另外Davidson[5]等发现，正常宫颈组织、宫颈上皮内瘤变和宫颈浸润癌组织中基底膜的完整性依次降低，因此，我们可推测在宫颈上皮内瘤变中MMP-9表达增强可以使癌细胞突破基底膜，从而向间质进一步浸润，而可能在宫颈浸润癌组织中MMP-9过度表达使得使癌细胞向更深层的间质浸润，同时也可以通过向淋巴管、血管基底膜浸润而浸润至淋巴管和血管，最终达到远处转移的目的。

CD44v6与MMP-9的过表达与人类多种恶性肿瘤，如胃癌、甲状腺癌、乳腺癌、子宫内膜癌等的发展、侵袭和转移密切相关。高萍[6]等联合检测CD44v6、MMP-9在子宫内膜癌(endometrial carcinoma，EC)中的表达，从而判断EC恶性程度，结果显示CD44v6和MMP-9在EC中都呈高表达状态，且随着恶性程度增加与其阳性表达率增高的趋势一致，说明CD44v6和MMP-9在EC发生、发展过程中可能有协同促进作用。笔者猜测CD44v6参与子宫内膜癌转移的机制可能有CD44v6可能参与了癌细胞与基底膜粘附蛋白、Ⅳ型胶原酶MMP-2、MMP-9的粘附，从而为癌细胞降解细胞外基质创造条件，使得癌细胞更容易从细胞巢上脱落，可得出结论CD44v6与MMP-9协同作用促进肿瘤的浸润转移。因此，我们可大胆猜测共同检测CD44v6和MMP-9可更有效地判断宫颈癌、子宫内膜癌的转移潜能。

2.2 MMP-9和结缔组织生长因子(connective tissue growth factor，CTGF) CTGF在人类多种组织器官中广泛表达，具有促进细胞增殖、介导细胞黏附、刺激细胞迁移、促进血管生成等生物学功能。CTGF的表达与恶性肿瘤的发生、发展、浸润、转移以及血管的生成密切相关。

肖蔚[7]等主要是研究CTGF基因对人宫颈癌Hela细胞中MMP-2、MMP-9表达和细胞增殖的影响，结果显示与对照组相比，该克隆的MMP-2、MMP-9的表达均增加，其机制可能与CTGF上调该细胞克隆MMP-2与MMP-9的表达后，MMP-2及MMP-9通过旁分泌或自分泌促进细胞增殖有关。

将CTGF cDNA经脂质体介导转染人乳腺癌MCF-7细胞株，观察MMP-2及金属蛋白酶组织抑制剂-2(tissue inhibitor of matrix tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-2，TIMP-2)的表达及该克隆细胞增殖的改变，许斌[8]等得出CTGF可能通过增加乳腺癌细胞MMP-2表达及抑制TIMP-2的生成而起到促进乳腺癌侵袭和转移的作用。Bennewith等[9]报道，CTGF的高表达与胰腺癌、食管癌、胶质瘤、乳腺癌、胃癌、宫颈癌等患者的预后差密切相关，其机制可能为肿瘤细胞自身产生的CTGF可促进该肿瘤细胞的生长。Aikawa等[10]报道，乳腺癌中CTGF mRNA表达水平增高，可显著增强癌肿侵袭与转移能力。采用细胞转基因技术，获得稳定高表达CTGF的宫颈癌、乳腺癌细胞克隆。CTGF有望未来成为妇科肿瘤药物治疗中的有效靶点。

2.3 MMP-9和金属蛋白酶组织抑制剂-1(tissue inhibitor of matrix tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1，TIMP-1) 肿瘤细胞分泌的MMP可降解细胞外基质，促进肿瘤血管的形成，从而达到浸润和转移的目的，而正常组织能分泌一种MMP抑制剂即TIMPs，可特异性抑制MMPs的活性。TIMPs是MMPs活化的必备条件，缺之则相应的MMP不能活化，但过量则抑制MMPs活化。因此，目前认为MMP/TIMPs的平衡是维持细胞外基质内环境稳定的重要因素。Sheu等[11]研究发现，在宫颈鳞癌中MMP-9的表达升高，且随着病程不断进展，其表达率逐渐升高，而且MMP-9活性和淋巴管浸润、淋巴结转移呈正相关。南云泽等[12]探讨MMP-9及TIMP-1在宫颈鳞癌组织中的表达，MMP-9在宫颈癌组织中表达水平的上调和TIMP-1的相对弱表达在宫颈鳞癌浸润和转移中起重要的作用。

另外，MMP-9和TIMP-1可能参与了滋养细胞疾病的浸润和血管生成,随着滋养细胞肿瘤恶性程度的增加MMP-9表达上调而TIMP-1表达下调。MMP-9/TIMP-1比值的改变可引起滋养细胞疾病的恶变和转移,MMP-9/TIMP-1可有望成为临床早期预测滋养细胞疾病的恶变及预防性化疗的指标。MMPs/IMPs比例的改变也可能是滋养细胞疾病发生妊娠高血压综合征的原因之一。绒毛膜促性腺激素可能影响葡萄胎TIMP-1的表达,MMP-9与葡萄胎患者的年龄和刮宫次数有关。另外MMPs/TIMPs与肿瘤转移的相关性已在乳腺癌研究中得到证实。有报道TIMP的超表达与恶性肿瘤的侵袭转移行为呈正相关[13]。TIMP-1对肿瘤的侵袭既有保护作用又有抑制作用，这依赖于肿瘤的TIMP-1的基因型而不是宿主本身，因此TIMP-1对于肿瘤的生长、侵袭、转移是一个双向的调节因子。由此推测，肿瘤细胞内的平衡系统失调，使得癌组织具备异常分泌MMPs的能力。在正常的组织细胞中既可分泌MMP-9，又可分泌其抑制剂TIMP-1，其二者之间存在一种动态平衡，一旦此平衡被打破，肿瘤就易发生浸润和转移。故联合检测MMP-9/TIMP-1对判断宫颈癌、卵巢癌、滋养细胞疾病侵袭性较单一检测更有价值。总之，MMP-9表达水平的明显上调和TIMP-1相对弱表达在妇科肿瘤发生及浸润转移中起到了重要的作用。

2.4 MMP-9和人类乳头状瘤病毒(human papilloma virus，HPV)感染 HPV是一种嗜上皮性肿瘤病毒，已发现的约100多种亚型，根据其病毒的致病性，可分为低危型和高危型，低危型主要参与性传播疾病，而高危型与肿瘤形成相关。90 %的宫颈癌患者伴有HPV感染。目前研究显示与HPV阴性的宫颈癌患者相比，MMP-9在HPV阳性患者的表达增高，研究还发现HPV转染的细胞能够直接影响MMP-9的活性，在宫颈癌的发生和转移中发挥作用。自1990年Band等[14]在实验室中发现HPV1618型可永生化正常人乳腺上皮细胞，HPV感染与乳腺癌的关系便受到人们的极大关注。丁小文[15]等采用原位杂交法检测乳腺癌患者HPV1618蛋白表达水平探讨HPV与乳腺癌发生之间的关系，以期为临床治疗和预防提供理论依据，结论乳腺癌患者HPV1618感染阳性率较高与乳腺癌发生密切相关，不同分型的乳腺癌患者间HPV1618感染差异无统计学意义。HPV感染与MMP家族之间的关系密切，但关于二者与宫颈癌、乳腺癌的研究相对较少，具体机制尚需进一步研究。

综上所述，MMP-9及上述相关因子与妇科肿瘤的侵袭、转移密切相关，这表明MMP-9及其相关因子的联合检测可作为监测妇科肿瘤侵袭和转移的重要指标，为妇科肿瘤的治疗与防治提供新的思路。

[1] Kugler A.Matrix metalloproteinases and their inhibitors[J].Anticancer Res,1999,19(2c):1589-1592.

[2] Aznavoofian S，Murphy AN，Stetler-Stevenson WG，et al.Molecular aspects of tumor cell invasion and metastasis[J].Cancer，1993，71(4)：1368-1383.

[3] Garbett EA，Reed MW，Brown NJ，et al.Proteolysis in human breast and colorectal cancer[J].Br J Cancer，1999，81(2)：287-293.

[4] 孙红，韩苏夏，肖菊香，等.宫颈癌组织CD44v6表达的意义[J].第四军医大学学报，2002，23(5)：535-538.

[5] Davidson B，Goldberg I，Kopolovic J,et al.Expression of matrix metalloproteinase-9 in squamous cell carcinoma of the uterine cervix-clinicopathologic study using immunohistoehemistry and mRNA in situ hybridization[J].Gynecol Oncol，1999，72(3)：380-386.

[6] 卢国荣，朱新群，王璐,等.CD44v 6、Integrinβ1及MMP-9在宫颈癌组织中的表达与意义[J].医药论坛杂志,2009,30(2):46-48.

[7] 肖蔚，焦霞，钱华，等.CTGF基因转染对宫颈癌细胞MMP-2、MMP-9表达及细胞增殖的影响[J].江苏大学学报(医学版),2012,22(5):382-386.

[8] 许斌,陈寅,戴桂红,等.转染CTGF基因对乳腺癌细胞MMP-2及TIMP-2表达的影响[J].江苏大学学报(医学版),2012,22(2):97-100.

[9] Bennewith KL，Huang X，Ham CM，et al.The role of tumor cell- derived connective tissue growth factor(CTGF/CCN2) in pancreatic tumor growth[J].Cancer Res，2009,69:775-784.

[10] Aikawa T，Gunn J，Spong SM，et al.Connective tissue growth factor- specific antibody attenuates tumor growth，metastasis，and angiogenesis in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer[J].Mol Cancer Ther，2006，5:1108-1116.

[11] Sheu BC，Lien HC，Ho HN，et al.Increased expression and activation of gelatinolytic matrix metalloproteinases is as sociated with the progression and recurrence of human cervical cancer[J].Cancer Res，2003，63：6537-6542.

[12] 南云泽,刘丽利,林贞花,等.MMP-9及TIMP-1在子宫颈鳞癌组织中的表达及临床意义[J].天津医药,2011,39(2):105-107.

[13] Soloway PD，Alexander CM，Werb Z，et al.Targeted mutageoesis of TIMP-1 reveals that lung tumor invasion is influenced by TIMP-1 genotype of the tumor but not by that of the host[J].Oncogene，1996，13：2307-2314.

[14] Band V，Zajchowski D，Kulesa V，et al.Human papilloma virus DNAs immortalize normal human mammary epithelial cells and reduce their growth factor requirements[J].Proc Natl Acad SciUSA，1990，87:463-467.

[15] 丁小文,莫文菊,陈杰,等.人乳头状瘤病毒感染与乳腺癌的关系[J].中华医院感染学杂志,2013，23(12):2916-2918.

巴彩霞

2015-09-29)