基质金属蛋白酶-28（MMP-28/Epilysin）调控巨噬细胞极化及抑制动脉粥样硬化形成机制的研究

Atherosclerosis is the result of a chronic inflammatory response in the arterial wall related to uptake of low-density lipoprotein by macrophages and their subsequent transformation in foam cells. Monocyte-derived macrophages are the principal mediators of tissue homeostasis and repair, response to pathogens and inflammation. Matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of zinc dependent endopeptidases whose main function is to degrade and deposit structural proteins within the extracellular matrix (ECM). MMP-28, a new member of MMPs, was reported to regulate the inflammatory and extracellular matrix responses in cardiac aging. Our preliminary research results suggest that MMP-28 was correlated with atherosclerosis development. Based on these results, we raised a hypothesis that MMP-28 might decrease the formation of atherosclerosis via the regulation of macrophages polarization in atheromata. Therefore, we studied the role of MMP-28 on atherosclerosis progress in MMP-28-/-/APOE-/- mice, and further explored the possibly mechanisms by using RAW264.7 macrophages. An increased understanding of the relationship between MMP-28 and atherosclerosis formation will help to develop novel therapeutic interventions for atherosclerosis.

动脉粥样硬化（AS）是一种常见的全身动脉系统慢性炎症病变，也是目前危害人类健康的“头号杀手”。巨噬细胞参与了AS中泡沫细胞形成、炎症因子释放、细胞外基质的降解及斑块消退等多个病理过程，是AS研究中的重要环节。由巨噬细胞表达及分泌的基质金属蛋白酶（MMP）在AS形成过程中发挥重要作用。而MMP-28是近年来发现的一个MMP家族新成员。我们的预实验发现了MMP-28可能与AS具有相关性，且基因沉默MMP-28的表达后巨噬细胞吞脂作用显著增强、巨噬细胞向M1型极化也明显增多。在此基础上提出了MMP-28可能通过调控巨噬细胞极化来抑制AS斑块形成的假说。因此，我们运用MMP-28和APOE双基因敲除小鼠作为主要研究对象，在模式动物层面探索MMP-28对AS形成有无作用。在细胞分子层面，借助细胞转染、qPCR、western blot等技术，进一步明确MMP-28抑制AS斑块形成的分子机制。

动脉粥样硬化（AS）是一种涉及全身大中动脉血管的慢性炎症性病变。现代观点认为AS主要是多因素共同作用引起的，发病机制复杂。目前已知巨噬细胞参与了AS中泡沫细胞的形成、炎症因子和基质降解酶的释放、胆固醇的逆向转运以及斑块的消退等多个环节。因此，如何逆转巨噬细胞内过量的脂质蓄积并抑制泡沫细胞的形成，成为抗AS比较有前景的治疗手段。基质金属蛋白酶（MMPs）因其主要依赖金属离子而得名，广泛参与降解细胞外基质、细胞生长、促进新生血管形成等病理生理过程。MMP-28是最新发现的MMP分子。虽然MMP-28也具有可降解细胞外基质的生物学功能，但从生物学结构上看MMP-28与其它MMPs成员的同源相似性较低，且在生化功能上也有着明显的不同。我们的前期实验结果显示，在APOE基因敲除小鼠外周血单个核细胞中的MMP-28 mRNA表达显著升高。随后，将RAW264.7巨噬细胞株的MMP-28基因表达沉默后，细胞吞脂能力大幅增强，泡沫细胞显著增多。随后在动物实验中，利用MMP-28-/-小鼠与ApoE-/-小鼠杂交，筛选出MMP-28-/-ApoE-/-后代。选择MMP-28-/-、C57、MMP-28-/-ApoE-/-及ApoE-/-四组小鼠予以高脂饲料喂养8周，同样分组的小鼠予以高脂饲料喂养16周，构建动脉粥样硬化模型，检测各组小鼠的体重、血脂水平，观察主动脉血管斑块形成情况。实验结果显示，MMP-28-/-与MMP-28+/+小鼠体重、血脂水平无统计学差异。高脂喂养16周后，MMP-28-/-ApoE-/-小鼠斑块总面积占血管总面积的比例明显高于ApoE-/-小鼠。上述结果提示，MMP-28在动脉粥样硬化的发生、发展中可能具有减轻斑块形成的作用。