從基質金屬蛋白酶—3視角探索化纖系列方Ⅴ號方

摘要：基質金屬蛋白酶-3屬于基質分解素類基質溶解素1，在基質金屬蛋白酶家族中具有獨特的功能，它不僅可以降解多種蛋白底物，還有激活其他種類MMPs的作用，它是基質金屬蛋白酶家族激活的共同途徑，因此在維持血管壁完整、保持血管彈性中起著很重要的作用。基質金屬蛋白酶-3能促進肺血管基底膜降解，參與肺血管重塑的全過程，在肺部疾病的發生中起著重要作用。從MMP-3角度揭示化纖方-Ⅴ號方與艾灸阻抑肺纖維化療效機理中的表達，是本課題的關鍵肺纖維化是國際醫學界關注度極高的一重大病種，中藥驗方與艾灸在肺纖維化的防治上具有獨特優勢。MMP-3在肺纖維化生物學機制的表達中至今國內外文獻研究很少涉及，中醫藥和針灸的研究中更是沒有企及。本文整合前期研究優勢及工作基礎，提出從基質金屬蛋白酶-3視角探索 化纖方-Ⅴ號驗方與艾灸防治肺纖維化效應機制的假說，為今后肺纖維化在這一焦點的科學研究提供更廣泛的思路。

關鍵詞：基質金屬蛋白酶-3；肺纖維化；化纖方-Ⅴ號驗方；艾灸；生物學機制

肺纖維化是器官纖維化中最具代表性，最典型、最常發者，其病因復雜，很多肺系疾病均可導致，至少有150 種以上病因與之相關\"[1]。

1肺纖維化定義

肺纖維化（Pulmonary fibrosis，PF）是多種原因引起的以成纖維細胞增殖及大量細胞外基質（ extracellular matrixc，ECM）聚集為主要特征的疾病，其病理特點是長期慢性肺部炎癥和肺泡壁持續損傷，ECM反復破壞、修復、重構和膠原過度沉積。PF常隱襲起病，疾病早期表現為彌漫性肺泡炎，肺泡結構破壞，肺泡上皮細胞和基底膜的損傷是肺間質纖維化病理過程的特征性改變，隨著PF的發展，經過數月至數年發展為呼吸衰竭，發病后平均存活時間為3.2～5年[2]。

2細胞外基質（ECM）

ECM指位于上皮或內皮細胞下層，結締組織細胞周圍，為組織器官乃至整個機體的完整性提供力學支持和物理強度的物質，它由膠原、蛋白多糖、彈性纖維、非膠原蛋白、糖蛋白等組成。其中膠原蛋白和蛋白多糖是基質的主要成分，膠原構成細胞間框架，這種ECM占機體容積的30%[3]。

3金屬蛋白酶/抑制劑在肺纖維化中的表達

現階段在PF發病機制探索中以基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases， MMPs）/基質金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPs）的作用最受人們重視。基質金屬蛋白酶/抑制劑（MMPs/TIMPs）蛋白酶亦名蛋白水解酶或內肽酶，因含有鋅或鈣離子，故名金屬蛋白酶，因主要作用于ECM，故名MMP，亦名基質素 （matrixin），是一組對基質有廣泛降解作用和調節基質動態平衡的酶系大家族。MMP來源于巨噬細胞、單核細胞、TB淋巴細胞等，在基質的破壞和降解中起重要作用，與腫瘤的侵襲轉移、關節炎、腎小球腎炎、肝和肺纖維化、腹膜炎、組織潰瘍、燒傷、椎間盤退變等疾病和正常組織的更新、吸收有密切的聯系。迄今發現28種MMPs，其結構域、基因和基因表達三維空間都已探明。一種MMP至少能分解一種基質成分。MMPs/TIMPs是影響ECM降解的最主要的一組酶系。是調節ECM合成和降解的主要酶類。

4基質金屬蛋白酶-3（MMP-3）

MMP-3在PF發病機制的表達中至今國內外文獻研究很少涉及，中醫藥和針灸的研究中更是沒有企及。MMP-3屬于基質分解素類基質溶解素1，主要底物Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ型膠原，纖維連接蛋白（FN），成粘蛋白（LN）。在 MMPs家族中具有獨特的功能，它不僅可以降解纖維連接蛋白、層黏連蛋白、蛋白聚糖及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ、Ⅹ、型膠原等多種底物，還有激活其他種類MMPs的作用，它是MMPs家族激活的共同途徑，因此在維持血管壁完整、保持血管彈性中起著很重要的作用。趙慶華等[4]認為MMP3能促進肺血管基底膜降解，參與肺血管重塑的全過程，在肺部疾病的發生中起著重要作用。MMP-3的主要抑制物為TIMP-1。同類的還有MMP-10、MMP-11。MMP-3與MMP-11之間的氨基酸殘基序列的同源性為40%，與MMP-10同源性高達79%。MMP-3與MMP-1、MMP-8主要以級聯放大方式被纖溶酶活化。纖溶酶可部分活化MMP-l和MMP-3，進而導致MMPs的完全活化和超活化。MMP-3具有裂解蛋白多糖、FN、LN及Ⅳ、Ⅸ、Ⅹ型膠原等底物的功能，還具有降解彈性蛋白的作用和功能，還參與激活MMP-1和MMP-9蛋白酶前提的功能。主要來源于激活的結締組織[5]。MMP-3能夠受到多種蛋白酶的作用而得到激活。纖維蛋白酶（plasmin）、血漿血管舒緩素（plasma kalikrein）、胰蛋白酶（trypsin）、胃促胰酶（chymase）、組織蛋白酶G（cathepsin G）、中性粒細胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase）及假單胞菌的彈性蛋白酶（pseudomonas elastase）都是激活MMP-3的蛋白酶類。是有蛋白質中的序列決定的。在MMP-1的激活中MMP-3發揮著十分重要的作用。一般來講MMPs蛋白激活形式并不能裂解MMPs的末端肽序列。而MMP-3是一個例外，在MMP-9的激活過程中，不盡可以裂解末端肽序列，也參與MMP-9的最后一步激活。MMP-3可能是MMP-9最有效的激活劑。MMP-2和MMP-9的活化均發生于細胞表面。MMP-2被具有跨膜活性的MTI-MMP激活；而MMP-9則被纖溶酶和活化的MMP-3激活[6]。MMP-9包含1個富含脯氨酸的54氨基酸插入序列，與膠原V的α2鏈相似，是MMPs中分子量最大的酶。MMP-2和MMP-9是MMPs家族中2 種重要的酶類，這是由于大多數細胞外基質中都含有Ⅳ型膠原，而這2種酶是MMPs家族中降解Ⅳ型膠原的主要酶類。TGF-β可使mmp-3表達減少.導致細胞外基質沉積。Swiderski發現，博萊霉素誘導的鼠肺纖維化模型中MMP-2和巨噬細胞金屬彈性蛋白酶（MME）表達上調，而MMP-3、MMP-9和間質膠原酶無上調的表現。MMPs之間的不協調變化也引起纖維化，其原因可能在于，雖然MMP-2和MME表達上調，而其他MMPs的活性不變或下調，加上TIMPs的增強，最終膠原等ECM成分的降解仍然是減弱的，病變向著纖維化方向發展。由上可見基質金屬蛋白酶及其抑制劑（MMPs/TIMPs）的動態失衡由其是MMP-3在肺纖維化的生物學機制表達中有著重要的作用。

5已有的成果

隨著發病率、死亡率的不斷上升，PF研究已成為世界關注的熱點。探討PF的發病機制，為科研提出新的研究思路，為臨床治療提供更為充分的實驗依據，已成當務之急，

以本課題主研人員為首的團隊從歷代文獻及針灸和藥物方面對本病做了大量的實驗研究。10年來開展了一系列的動物實驗研究，團隊不僅研究了多種中藥驗方、多種針灸療法（但以艾灸為主）干預實驗大鼠PF的效應，以及其與一系列關鍵細胞因子如TGF-β、TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-12、IL-4、IL-5、PDGF等的復雜關系，還檢測了其中一些關鍵的信號蛋白，做了不少探索其生物學機制的工作。其結果充分證實了灸藥結合療法對肺纖維化有一定的阻逆作用。該法優勢在于：早期介入，綜合持久、長期治療，副作用小，療效確切，具有一定阻逆肺纖維化的作用。其作用機理：艾灸與藥物結合對疾病的局部與機體的整體性調節雙向結合，通過調整機體免疫功能，激發機體組織潛在的自我修復能力，促進肺部慢性炎癥的改善，改善肺功能，并可調節Ⅰ/Ⅱ細胞因子、影響TGF-β、IFN-γ、TNF-α、PDGF、EMT等相關指標，從而抑制PF的發展。

至今尚未對非常重要的MMPs等指標進行過檢測與探討。本題即著眼艾灸、化纖Ⅴ號方以及兩者配合的多重療效進行探究，并從灸、藥干預MMP-3機制這一新的研究視角，在團隊10多年的工作基礎上，進一步深入挖掘其生物學機制。

6展望

目前，本課題已在科學實驗研究中。 我相信通過從MMPs-3方面對PF生物學機理的闡述。在整合近10年來的努力成果，對PF的生物學機制挖掘一定會更上一個臺階，同時對指導中醫藥在PF的預防和阻逆提供一定的方法和有力證據，為今后的PF的科學研究提供更廣泛的思路。

參考文獻：

[1]高春芳，陸倫根，洪微，等.纖維化疾病的基礎和臨床[M].上海：上海科學技術出版社，2004： 460.

[2]朱元玨，陳文彬.呼吸病學[M].北京：人民衛生出版社，2003：1071-1081.

[3]張天民，基質金屬蛋白酶與呼吸系統疾病關系的研究進展[J].醫藥導報，2007，26（3）：223-226.

[4]趙慶華，元建洪，孫巧玲，等.白細胞介素1對骨關節炎軟骨細胞基質金屬蛋白酶阻滯劑1基因表達的影響[J].中國臨床康復，2002，8（20）：4020-4022.

[5]高春芳，陸倫根，纖維化的基礎與臨床[M].上海：上海科學技術出版社，2004：62.

[6]崔紅燕，基質金屬蛋白酶與肝纖維化的研究進展[J].國外醫學，2003，23（1）：38.

編輯/張燕