基质金属蛋白酶在口腔扁平苔藓、白斑及鳞癌中的研究进展

浦光瑞，张 虹

(大连医科大学附属第一医院口腔科，辽宁大连 116011)

基质金属蛋白酶在口腔扁平苔藓、白斑及鳞癌中的研究进展

浦光瑞，张 虹

(大连医科大学附属第一医院口腔科，辽宁大连 116011)

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是细胞外基质降解所必需的蛋白酶家族，在基质成分的合成和降解过程中起着重要作用。MMPs的作用可被其抑制剂(tissue Inhibitor of metalloproteinases，TIMPs)特异性抑制，在正常生理状态下，MMPs与TIMP协同产生，维持动态平衡，但当这种平衡被打破时基底膜和细胞外基质(extracelluar matix，ECM)的代谢发生异常，导致各种疾病并促进疾病恶化。现将MMPs和TIMPs与口腔扁平苔藓(oral lichen planus，OLP)及其他口腔疾病的关系作如下综述。

基质金属蛋白酶2;基质金属蛋白酶9;扁平苔藓;白斑;磷癌

1 基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)

1.1 MMPs的种类

MMPs是一组含锌的钙离子依赖性蛋白酶，属肽链内切酶家族，主要参与细胞外基质的代谢，pH中性时活性最佳。目前已知的MMPs有20多种，根据不同的作用底物分为5类:胶原酶类、明胶酶类、基质降解素类、间质溶素和膜型基质金属蛋白酶类。MMP-2和MMP-9属明胶酶类，是一种糖基化蛋白酶，主要降解Ⅳ型胶原和层黏连蛋白。由于这两种成分是基底膜带的骨架，所以MMP-2和MMP-9是研究基底膜损伤最重要的一类酶。

1.2 MMPs的主要特点

(1)蛋白酶以酶原形式分泌，酶原可被蛋白酶或有机汞制剂激活;(2)激活后的酶可裂解一种或多种细胞外质成分，每一种MMP至少可降解基质的一种成分;(3)酶的活性可被组织金属蛋白酶抑制剂抑制;(4)体内存在它们的天然激活剂和抑制剂;(5)在正常生理状态下具有活性。

1.3 MMPs的主要功能

(1)降解细胞外基质;(2)促进新生血管形成;(3)调节细胞间的粘附;(4)激活具有潜在活性的蛋白质。MMPs之间的精细调节对维持BM和ECM内环境的稳定至关重要。

2 基质金属蛋白酶组织抑制剂

MMPs的表达调控主要在3个水平，即基因转录、MMPs酶原的激活、TIMPs对MMPs的抑制3个水平。TIMPs是一组能抑制MMPs活性的多功能因子，MMPs和TIMPs之间的平衡失调，会导致MMPs的活性净增加，在正常ECM的改建和各种病理过程中有重要作用。迄今发现的TIMPs家族有4种，即TIMP-1、2、3、4，其与 MMPs以 1∶1 形成 TIMPMMP复合体，阻碍酶原的活化并抑制MMPs的活性，TIMPs还可以直接抑制已经激活的 MMPs。TIMPs对MMPs的抑制作用既有一定的交叉性又有特定的选择性，不同的TIMPs成员又各有其特殊性。TIMP-1及TIMP-2与明胶酶原结合后，仍能抑制MMPs活性，提示TIMPs可与明胶酶原及MMPs形成三重复合物。

3 基质金属蛋白酶与口腔黏膜癌前病变

3.1 MMPs与口腔白斑

口腔白斑是最常见的口腔黏膜癌前病变，蔡华雄等［1］研究发现癌变组织的 MMP-2，MMP-9表达阳性率高于正常组;白斑组的MMP-2表达阳性率与正常组无显著性差别，MMP-9表达阳性率高于正常组;3组间的TIMP-2表达无明显差异，表明在口腔黏膜的癌变过程中MMP-2和MMP-9的表达随着癌变程度的发展而增加。Tortorici S等［2］研究表明肿瘤坏死因子-α可以刺激MMP-9表达增加，在口腔癌的早期浸润中起着重要作用;在癌前病变的角质细胞系白斑病中MMP-9是继TNF-α和NF-κB之后的第3个相关的重要蛋白质。Tortorili S等［3］在研究怎样区分白斑病的临床分型的调查中通过免疫组化法和反转录聚合酶链(RTPCR)两种方法，结果都显示在增生型白斑病例中MMP-2和MMP-9都高表达，且与正常组织相比差异有显著性。

3.2 MMPs与扁平苔藓

口腔扁平苔藓是发生在口腔黏膜的一种慢性、浅表性炎症损害，研究表明基底膜(basement membrane，BM)的损伤在扁平苔藓的发病中有重要作用。MMP-9由间质细胞，如巨噬细胞、中性粒细胞、毛细血管内皮细胞分泌［4］，它的底物(层粘连蛋白和IV型胶原)是基底膜的主要组成成分，可以引起基底膜的崩溃［5］。丁政云等［6］研究发现 MMP-9在扁平苔藓基底膜的降解中发挥重要作用，扁平苔藓中MMP-9在角化细胞中表达增加，而这些角化细胞所在区域基底膜不正常，因此其可能影响基底膜的结构。王慧等［7］研究发现MMP-9在扁平苔藓皮损区的表达明显高于正常皮肤组织，正常组织中呈阴性或弱阳性表达，差异有显著性意义。Mazzarella等［8］研究表明糜烂型OLP中MMPs的表达均高于非糜烂型OLP，因此MMPs的表达与OLP的临床表现密切相关。Rubaci AH等［9］研究显示MMP-2，MMP-7和TIMP-1可能参与了OLP的病变形成。Paulusová V 等［10］研究结果显示在所有扁平苔藓病例中，MMP-9主要表达在上皮基底层和棘层的角质细胞中，此外上皮淋巴细胞中和固有层的炎性深入淋巴细胞中也有表达，提示了MMP-9与OLP的发病机制直接相关。Chen Y等［11］研究结果提示基质金属蛋白酶的表达从正常黏膜，非萎缩性OLP，萎缩性OLP到口腔鳞状细胞癌逐渐增加，在萎缩性 OLP中的表达显著大于非萎缩性OLP。此外，TIMP-2和TGF-β1与基质金属蛋白酶的表达并联增加。其结果表明MMPs和TIMPs之间的失衡可能参与了口腔扁平苔藓的癌变。MMP-2，MT1-MMP，特别是MMP-9可能是有用的标记物，用于判断从口腔扁平苔藓向恶性转化的效力。然而Gunduz等［12］检测到 MMP-2在 OLP病损区上皮层中不表达或低表达，MMP-9集中表达于真皮炎性浸润细胞中，纤维连接素在上皮基底层及真皮层缺失。以上研究提示扁平苔藓中MMP-2、MMP-9的异常表达可能与基底膜的破坏存在联系。

4 MMPs和TIMPs与口腔鳞癌

在肿瘤细胞侵袭过程中，肿瘤细胞首先与基底膜表面受体结合，然后分泌MMPs等降解酶或诱导基质细胞分泌酶来降解ECM和BM，最终肿瘤细胞沿基底膜的缺损和基质空隙向周围生长。Suarez-Roa ML等［13］研究结果表明MMP-2在机体正常组织和肿瘤之间呈现一个动态的表达过程，这种互动现象有利于肿瘤细胞向远处转移。刘友良等［14］研究结果提示口腔高分化鳞癌、低分化鳞癌、正常口腔黏膜组织中，MMP-9表达强度依次递增，TIMP-1表达强度依次递减。其结论提示MMP-9可能在口腔鳞状细胞癌的发生发展中起重要作用，其活性受TIMP-1的负性调控。刘建伟等［15］研究结果提示OSCC中VEGF、MMP-9的表达与患者的年龄、性别、病变部位无关，与肿瘤分期、组织学分级、淋巴结转移有关(P＜0.05)。VEGF与MMP-9的表达呈正相关(r=0.446，P ＜0.01)。其结论提示VEGF、MMP-9在口腔鳞状细胞癌的发生、发展中起着重要作用，二者联合检测可为口腔鳞状细胞癌恶性程度和预后的判断提供有效证据。张瑛等［16］研究表明MMP-9的表达率与其临床分期及有无淋巴结转移相关;临床分期越高，MMP-9的表达越高(P＜0.05);有淋巴结转移者MMP-9的表达量较无淋巴结转移者明显增加(P＜0.05)。TIMP-2的阳性表达率与T分类、临床分期和有、无淋巴结转移有关。随着T分类、临床分期的增高，TIMP-2的表达率明显降低(P＜0.05);有淋巴结转移者TIMP-2的表达较无淋巴结转移者明显降低(P＜0.05)。其结论提示 VEGF、MMP-9的高表达和TIMP-2的低表达与口腔鳞癌淋巴结转移明显相关。MMP-9的高表达和TIMP-2的低表达与口腔鳞癌的临床分期和疾病进展有一定关系。柳海等［17］研究表明口腔鳞癌中 MMP-2、TIMP-2在淋巴结转移组中的表达高于无淋巴结转移组，在淋巴结转移组中MMP-2/TIMP-2比值显著高于无淋巴结转移组，提示随着肿瘤的浸润和转移，MMP-2与TIMP-2的表达均有上调，但在淋巴结转移组中MMP-2的上调幅度大于TIMP-2;提示MMP-2的表达与肿瘤的恶性度和侵袭能力呈正相关，因此MMP-2可以作为临床工作中判断口腔鳞癌预后的分子指标，与不良预后有关，并且在癌变过程中细胞有通过TIMP-2的表达上调抑制癌细胞浸润转移的特性。与MMP-2和TIMP-2两个单独指标相比，MMP-2/TIMP-2比值的检测对评估口腔鳞癌淋巴结转移潜能具有更为重要的意义。Tamamura R等［18］研究结果显示，在异常增生组织(OED)的基底层胶原蛋白α(Ⅳ)链仍完好，在原位癌的基底层中胶原蛋白α(Ⅳ)链显示出初始的扰乱迹象，在口腔鳞癌中表现出不同程度的胶原蛋白α(Ⅳ)链的降解。MMP-2和MMP-9在OED中没有检测到，但在原位癌中检测到。在口腔鳞癌中，这些蛋白水解酶表达在相应的胶原蛋白α(IV)链损失的地区。其结果表明，胶原蛋白 α(IV)链的损失降解与MMP-2，MMP-9表达呈正相关，从OED到OSCC的进展过程中，这些蛋白质的改变至关重要。Hermandez-Perez M等［19］研究结果显示从角化的皮肤黏膜，原位癌，高分化鳞状细胞癌到中、低分化的鳞状细胞癌，MMP-2，MMP-9在肿瘤细胞的表达上呈现一个显著的线性增长趋势(统计学)，这4种病变的间质细胞也呈现出MMP-2，MMP-9表达的线性增长趋势，可见MMP-2，MMP-9的高表达与疾病进展呈现相关性。Vicente JC等［20］研究发现MMP-9的表达与恶性肿瘤的分化程度及临床分期有关，TNMIII+IV期患者MMP-9的表达强度明显高于TNM I+II期患者，MMP-9高表达者临床分期晚、细胞分化较差，表明MMP-9的酶解活性与口腔鳞癌分级、分期有一定关系。病变前沿区MMP-9和TIMP-1阳性表达明显强于中央区，并且MMP-9的表达显著增加而TIMP-1的表达显著降低，提示前沿区肿瘤细胞可能分泌更多的MMP-9来促进其浸润生长，而TIMP-1在一定程度上起到抑制肿瘤侵袭的作用，提示观察肿瘤浸润前沿区癌细胞的特征可以更好地反映其生物学行为。因此，检测口腔鳞癌MMP-9和TIMP-1的表达，特别是在前沿区癌细胞的表达，对判断其侵袭性有一定帮助。

综上所述，扁平苔癣的发病机制是一个多因素作用下的复杂过程，基质金属蛋白酶的活化，特别是MMP-2和MMP-9活性的增高，使MMP/TIMP的比例失衡，从而造成胶原的大量降解，是口腔扁平苔藓及其他口腔黏膜癌前病变基底膜带破坏的重要生理基础。MMPs在许多疾病中表达上调，而其活性可被TIMPs抑制，这对今后有效的治疗扁平苔癣具有深远的意义。

:

［1］蔡华雄，潘朝斌，李海刚，等.中山医科大学学报［J］.2002，23(6):477-479.

［2］Tortorici S，Mauro A，Burruano F，et al.Matrix metalloproteinase-2 matrix metalloproteinase-9 and inducible nitric oxide synthase in oral leukoplakia:immunohistochemistry and RT-PCR analysis［J］.Laryngoscope，2008，118(8):1395-1399.

［3］Tortorici S，Mauro A，Burruano F，et al.Matrix metalloproteinase-2 matrix metalloproteinase-9 and inducible nitric oxide synthase in oral leukoplakia:immunohistochemistry and RT-PCR analysis［J］.J Biol Regul Homeost Agents，2008，22(2):125-130.

［4］蒋太军.骨性关节炎膝关节液及血清中MMP-9、TNF-a水平检测机意义［J］.西南国防医药，2009，19(4):380-382.

［5］徐义荣，白莉.基质金属蛋白酶与扁平苔藓［J］.山西医科大学学报，2006，37(4):440-442.

［6］丁政云，蔡丽，刘丽娟，等.扁平苔藓皮损 MMP-2、MMP-9的表达及外周血MMP-9的检测［J］.中国麻风皮肤病杂志，2008，24(2):10-11.

［7］王慧，白莉.扁平苔藓皮损中MIF、MMP-9的表达及意义［J］.中国医药导报，2010，33(7):13-14.

［8］Mazzarella N，Femiano F，Gombos F，et al.Matrix metalloproteinasegene expression in oral lichen planus:erosive vs.reticular forms［J］.J Eur Acad Dermatol Venereol，2006，20(8):953-957.

［9］Rubaci AH，Kazancioglu HO，Olgac V，et al.The roles of matrix metalloproteinases-2，-7，-10 and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 in the pathogenesis of oral lichen planus［J］.J Oral Pathol Med，2012，41(9):689-696.

［10］Paulusová V，Laco J，Drízhal I，et al.Expression of matrix metalloproteinase 9 in patients with oral lichen planus［J］.Acta Medica(HradecKralove)，2012，55(1):23-26.

［11］Chen Y，Zhang W，Geng N，et al.MMPs，TIMP-2，and TGF-beta1 in the cancerization of oral lichen planus［J］.J Head Neck，2008，30(9):1237-1245.

［12］Gunduz K，Demireli P，Inanir I，et al.Expression of matrix metalloproteinases(MMP-2，MMP-3，and MMP-9)and fibro nection in lichen planus［J］.J Cutan Pathol，2006，33(8):545-550.

［13］Suarez-Roa ML，Asbun-Bojalil J，Ruiz-Godoy LM，et al.Immunoexpression of matrix metalloproteinases and their inhibitors in different areas of oral squamous cell carcinoma［J］.Aust Dent J，2012，57(3):300-307.

［14］刘友良，唐瞻贵，方晓明，等.基质金属蛋白酶-9及基质金属蛋白酶抑制剂-1在口腔鳞状细胞癌中的表达研究［J］.口腔医学，2010，30(2):80-81.

［15］刘建伟，米玉录.血管内皮生长因子基质金属蛋白酶-9在口腔鳞状细胞癌中的表达及意义［J］.中国药物与临床，2012，12(1):42-43.

［16］张瑛，钱忠义，普苹，等.VEGF、MMP-9、TIMP-2 在口腔颌面部鳞癌中的表达研究［J］.口腔医学研究，2012，28(11):1141-1142.

［17］柳海，李秀，吴强，等.MMP-2、TIMP-2 在口腔鳞状细胞癌中表达的临床病理研究［J］.中国肿瘤，2006，15(4):251-254.

［18］Tamamura R，Nagatsuka H，Siar CH，et al.Comparative analysis of basal lamina type IV collagen α chains，matrix metalloproteinases-2 and-9 expressions in oral dysplasia and invasive carcinoma［J］.Acta Histochem，2012 Jun 11.

［19］Hemandez-Perez M，El-Hajahmad M，Massaro J，et al.Expression of Gelatinases(MMP-2，MMP-9)and Gelatinase Activator(MMP-14)in Actinic Keratosis and in In Situ and Invasive Squamous Cell Carcinoma［J］.Am J Dermatopathol，2012，34(7):723-728.

［20］Vicente JC，Fresno MF，Villalain L，et al.Expression and clinical signifi-cance of matrix metallop roteinase22 and matrixmetallop roteinase-9 in oral squamous cell carcinoma［J］.OralOncol，2005，41(3):283-284.

Research progress on Matrix Metalloproteinases in oral Lichen Planus，oral leukoplakia and oral squamous cell carcinoma

PU Guang-rui，ZHANG Hong

(Dental Department，the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University，Dalian116011，China)

［Abstract］Matrix metalloproteinases are necessary for the degradation of extracellular matrix protease family and play an important role in the synthesis and degradation of extracelluar matrix.The role of MMPs can be specific inhibited by Tissue Inhibitor of metalloproteinases.Under normal physiological conditions，MMPs and TIMP cooperative productions maintain dynamic balance，but when this balance is broken，the metabolism of basement membrane and extracelluar matrix are abnormal and lead to various diseases and promote disease progression.Now the relationships of MMPs and TIMPs with oral lichen planus and other oral disease are reviewed in this article.

［Key words］MMP-2;MMP-9;oral lichen planus;oral leukoplakia;oral squamous cell carcinoma

R781.5+9

A

1671-7295(2013)02-0193-04

浦光瑞，张虹.基质金属蛋白酶在口腔扁平苔藓、白斑及鳞癌中的研究进展［J］.大连医科大学学报，2013，35(2):193-196.

10.11724/jdmu.2013.02.24

浦光瑞(1982-)，女，辽宁大连人，主治医师。E-mail:puguangruitian@126.com

张 虹，教授。E-mail:dalianzhanghong@sina.com

2012-08-14;

2012-12-20)