2024年4月11日发(作者:)
医字理论与窦跬2015年第28卷第7期 Vo1.28,No.7,Apr 2015 J Mecl Theor&Prac 841
MMP一2、MMP一9对脑缺血再灌注大鼠
紧密连接蛋白影响的实验研究
辛浩琳 郭
1天津市环湖医院神经内科
娜 徐忠信。
300211; 2抚顺市中心医院神经内科; 3吉林大学中日联谊医院神经内科
摘要 目的:本研究将探讨在再灌注过程中,MMP-2和MMP-9的激活是否参与elaudin-5和occludin蛋白的降解。
方法:选取再灌注3h这个再灌注时间点进行研究。通过明胶酶谱法,确定MMPs的活性来源;通过Western blot测
定claudin-5,occludin在缺血侧、非缺血侧蛋白水平;通过使用MMPs抑制剂GM6001,进一步验证明胶酶(MMP-2和
MMP-9)在脑缺血再灌注过程中对claudin-5和occludin蛋白降解的影响。结果:再灌注3h,明胶酶谱法显示MMP-2
比MMP-9有较大的增幅。可见,在再灌注3h,MMP-2是最主要的酶源。在缺血侧,可见claudin-5和occludin蛋白
降解片段。MMPs抑制剂GM6001使用可以完全抑制缺血侧及非缺血侧MMP-2和MMP-9的活性,并抑制claudin-
5和occludin蛋白的降解。结论:MMP-2和MMP-9介导的claudim5和occludin蛋白降解是与再灌注损伤相关的血
脑屏障破坏的一个重要机制。
关键词 MMP-2 MMP-9 claudin-5 occludin脑缺血再灌注
中图分类号:R-33文献标识码:A文章编号:1001—7585(2015)07—0841—03
Experimental Study of删P_2.MMP-9 Affect on Tight Junction Proteins in Cerebral Isehemia-reperfusion Rats
ⅪN Haolin*,GUO Na,xU Zhongxin.*Department of Neurosurgery, 丁 n in Huanhu Hospital,了 口 in City
300211
ABSTRACT Objective:In this study,we are interested in whether the activated MMP_2 and MMP-9 are involved in the
degradation of claudin-5 and occludin proteins.Methods:First,by gelatin zyrnography,we quantified the activities of
MMF 2 and MMP-9 in the brain of rats subiected to 2h of middle cerebral artery occlusion followed by 3h of reperfu—
sion.Then.we future investigate the role of MMP_2 and MMP-9 activation in the degradation process of claudin-5 and
occludin proteins.Finally,using MMPs inhibitor GM6001,we further study and verify the effect of gelatinases on the
degradation of claudin-5 and occludin proteins after 3h of reperfusion.Results:Gelatin zymography showed greater in—
creases in MMF 2 than in MMP-9.MMFL2 was the main enzymatic source at 3h reperfusion.claudin-5 and occludin aN—
pression decreased at 3h in both hemispheres,with fragments of both proteins seen in the blots at 3h on the ischemic
side.MMPs inhibitor GM6001 completely blocked gelatin cleavage by the improved activities of MMP-2 and MMP_9。
and prevent the degradation of claudin-5 and oceludin proteins during the early stage of cerebral ischemia reperfusion,
respectively.Conclusion:Our study suggests that MMP-2 and M 9 mediated degradation of the claudin-5 and occlu-
din proteins may represent an important mechanism for reperfusion-associated BBB disruption.
KEY Wolu)s MMP-2,MMP_9,claudin-5,occludin
溶栓治疗被认为是急性脑梗死最有效的治疗方
否参与claudin-5和occludin蛋白的降解,从而影响
法之一。然而,再灌注损伤的出现可引起flit脑屏障
通透性发生变化,直接导致llit管源性脑水肿和出血
性转化的发生。紧密连接(Tight Junction,TJ)是血
血脑屏障通透性。
1材料与方法
1.1 实验动物 健康雄性SD大鼠,鼠龄3~5个
脑屏障的重要结构组件,在限制细胞旁通透性方面
发挥了关键作用,与血脑屏障通透性密切相关,其中
claudin一5和occludin尤为重要。MMP-2和MMP-
月,体重280~320g,随机分为:假手术组(Sham)、
再灌注3h组(3h RP)、再灌注3h MMPs抑制剂组
(3h RP/GM6001):将MMPs抑制剂GM6001溶解
于1 DMSO中,5 ̄tg/只,2ul,MCAO前15min通
9是MMPs家族的重要成员。MMP-2和MMP-9
可直接降解细胞外基质,导致血脑屏障破坏,与再灌
过CCA给药。在每个再灌注时间点结束时,大鼠
被断头处死。用镊子分别取出非缺血侧(Non—I)及
缺血侧(I)的纹状体组织,用于检测。
1.2主要仪器与试剂 BCA蛋白浓度测定试剂
盒,上海碧云天生物技术有限公司;TritonX-100,北
注损伤密切相关。而脑缺血再灌注过程中,影响紧
密连接蛋白(Tight junction protein,TJPs)变化的
相关分子机制目前尚不完全明了。因此,本研究将
探讨在再灌注过程中,MMP-2和MMP-9的激活是
医学壬里论与甄跬
3讨论
2015年第28卷第7期 1. ,No.7,Apr 壁 ! 金 垦 ra 圈843
更好地理解MMPs降解TJPs机制,而MMPs抑制
剂合成的前景,在于控制ECM蛋白的损害,包括基
底层和TJPs。
参 考 文 献
Eli Cunningham LA,Wetzel M,Rosenberg GA.Mulitple roles for
MMPs and TIMPs in cerebral【is ̄hemia(J3.Gtia,2005,50(4):
329—339.
MMPs是公认的与BBB损害有关的效应分
子[ 。MMP一2和MMP一9是其家族中的重要成员,
既往研究表明,MMPs已经牵涉脑缺血的病理生理
改变,因为他们可以导致BBB的破坏,与脑水肿形
成和HT密切相关 j。
微血管ECs是形成BBB的解剖学基础,BBB结
构稳定,与ECs之间TJ复杂结构,TJPs表达的变化
有关。其中,claudin-5、occludin是公认的直接参与
E23 Rosenberg GA,Estrada EY,Dencoff JE.Matirx metalloprotein+
ases and timps are associated with blood-brain barrier opening
调节BBB完整性和保持BBB功能稳定的基础_5 ]。
after reperfusion in rat brain(J].Stroke,1998,29(1O):2189—
在本研究中,缺血侧脑组织分泌的主要明胶酶
2195.
是MMP一2。MMP一2活性增加与缺血性脑损伤的启
[3]Horstmann S,Kalb P,Koziol J,eta1.Profiles of matirx metallo—
动相关[ 。GM6001是一种广谱的肽肟酸类MMPs
proteinases,their inhibitors,and laminin in stroke patients:in—
抑制剂,可与MMPs的活性部位结合,抑制prom—
fluence of different therapies EJ3.Stroke,2003,34(9):2165—
MPs转化为活化形式的MMPs_8 ]。明胶酶谱法显
217O.
示,在再灌注3h组,GM6001治疗组与假手术组相
[4] Sumii T,Lo EH.Involvement of matrix metalloproteinase in
比,表现出较小的MMP-一2和MMP一9水平。这些结
thrombolysiw—associated hemorrhagic transformation after em—_
果表明,MMPs抑制剂的使用,确实抑制了MMP一2、
bolic focal【ischemia in rats EJ3.St.orke,2002,33(3):831--836.
MMP-9的产生。
Es-I Carola FOrster.Tight junctions and the modulation of barrier
MMPs抑制剂GM6001通过抑制MMPs介导
function jn disease[J].H ̄ochem Cell Bjol,2008,130(1):55—
的claudin-5、occludin蛋白在BBB微血管降解保持
70.
TJ的完整性。总之,这些研究数据进一步表明,
E63 Piontek J,Winkler L,Wolburg H,et a1.Formation of tight
MMPs,特别是MMP一2,介导claudin-5、occludin降
junction:determinants of homophilic interaction between clas—
sic daudins EJ3.Faseb J,2008,22(1):146-158.
解是早期BBB损伤的一个重要机制。
E7]Chang DI,Hosomi N,Lucero J,et a1.Activation systems for
TJPs是一组膜蛋白,在维持BBB结构和功能完
latent matrix metalloproteinase-2 are upregulated immediately
整一t ̄;h-面起着重要的作用。再灌注3h,MMPs活化引
after fot,eal cerebra]【jtschemiaEJ3.J Cereb Blood How Metab,
起TJPs降解,导致claudin-5和occludin连续性及稳
2003,23(12):1408—1419.
定性的变化,与MMP-2激活和表达相关。TJPs可能
E83 Schultz GS,Strelow S,Stern GA,et a1.Treatment of alkali—in—
松动,但仍可能停留在微血管ECs之间的裂隙,并出
jured rabbit corneas with a synthetic inhibitor of matrix metal
现部分降解或者断裂。而BBB开放,是瞬态和可逆的
loproteinases EJ].Invest Ophthalmol Vis Sci,1992,33(12):
开放,MMPs抑制剂使用可恢复TJ结构完整及功能
3325-一333L
恢复。在这以后,如果更具破坏性的损伤因素被阻
[9]Hao儿 ,Nagano T,Nakamura M,eta1.Galardin inhibits colla-一
止,TJ将继续保持其完整性。可见,MMPs抑制剂的
gen degradation by rabbit keratocytes by inhibiitng the activa--
有益作用,可以阻止TJ开放这一进程。
don of pro-matrix metalloproteinases ̄J3.Exp Eye Res,1999,68
这项研究提供了MMPs抑制剂作用的分子基
(5):565—572.
础。在急性缺血性脑卒中,针对MMPs的联合治
收稿日期2014-一11-23
疗,可能会限制r卜PA的神经毒性。这其中却需要
(编辑落落)
・致作者・
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番 E--m ̄il剩 @ 姗
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