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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇蛋白酶抑制剂,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号 R997.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)08-0245-01
Roles of Insect Serine Protease Inhibitors in Immunomodulation
YANG Wei-ke DONG Zhan-peng CHEN An-li LIAO Peng-fei
(Institute of Sericulture and Apiculture,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Mengzi Yunnan 661101)
Abstract Serine protease inhibitors(Serpins)are widely distributed protease inhibitor superfamily,which could restrict each other with serine proteases(SPs) mediating crucial physiological processes to form a dynamic and regulate many important life activities of the organism.In this paper,we mainly discussed the progress on immunomodulation of insect Serpins in recent years.
Key words insect;serine protease inhibitors;immunomodulation
丝氨酸蛋白酶抑制剂(serine protease inhibitors,Serpins)是一类丝氨酸蛋白酶活性调节剂,属于一类超家族蛋白质,能够抑制丝氨酸蛋白酶(serine proteases,SPs)或半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteases,CPs)的活性,广泛存在于动物、植物、真菌、原核生物和病毒等生物体中[1]。
1 Serpins的结构、作用机制及生物学作用
1.1 Serpins的结构与作用机制
Serpins一般是由350~500个氨基酸残基折叠成一个保守的三维结构,蛋白分子量一般为40~50 kD;由8~9个a螺旋、3个β折叠(折叠A、B、C)和1个约有20个氨基酸组成的活性中心环(reactiveeentreloop,RCL)构成[2]。Serpins对蛋白酶的抑制反应是不可逆的,RCL被靶蛋白酶识别后形成特异性复合物,近氨基端的氨基酸Pl与近羧基端的氨基酸Pl’受到活化的丝氨酸残基攻击,内部形成酞基酶介导的复合结构;随后RCL断裂,氨基末端插入β折叠A的中心部位形成了新的羧基尾S4A,这种构象转变被称为紧张型(S)转化为松弛型(R),此时构成复合物的抑制剂和蛋白酶结构都发生改变,蛋白酶失去催化活性[3]。
1.2 Serpins的生物学作用
Serpins是蛋白酶抑制剂中数量最多、分布最广的一个超家族,它主要通过调控丝氨酸蛋白酶(SPs)和半胱氨酸蛋白酶(CPs)的活性来发挥作用。其生物学作用主要是参与凝血、纤维蛋白溶解、补体激活、免疫调节及炎症反应、组织重建和肿瘤抑制等过程[4]。
2 昆虫Serpins在免疫调节中的作用
昆虫先天性免疫反应过程需要多种丝氨酸蛋白酶(SPs)的参与从而保证免疫信号的传递及扩大,而丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpins)在此过程中通过调控SPs的活性,使得免疫反应迅速剧烈地进行,并且把它限定到一定的程度与范围内,保护宿主自身免受伤害[5]。目前,对昆虫Serpins免疫作用的研究主要集中在果蝇和烟草天蛾上。
2.1 果蝇Serpins的免疫调节作用
果蝇基因组含有29个编码丝氨酸蛋白酶抑制剂的基因,研究表明serpin27A、serpin43Ac和serpin28D等参与果蝇先天免疫反应。其中,serpin27A可以通过抑制前酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)活化酶(pro-PO-activating enzyme,PPAE)调控昆虫的黑化反应;细胞外的serpin43Ac会调节丝氨酸蛋白酶活性,最终通过Toll途径表达抗菌肽,抵御外源微生物的侵染[6]。serpin28D在果蝇受伤后被强烈诱导表达,在受伤位点调控黑化反应,参与细胞免疫反应[7]。
2.2 烟草天蛾Serpins的免疫调节作用
在烟草天蛾中,Serpins的研究主要集中于对黑化反应的影响。烟草天蛾serpin-1的一个反应位点变异体serpin-1J,在血淋巴中通过抑制前酚氧化酶激酶PAPs来抑制前酚氧化酶原PPO的激活,阻断黑化反应的进程[8]。在细菌刺激之后,烟草天蛾serpin-2、serpin-3、serpin-4和serpin-5的表达量均显著增加,其中serpin-3能有效地抑制酚氧化酶活性,间接调节昆虫的免疫防御反应;而serpin-4和serpin-5是通过与血淋巴中丝氨酸蛋白酶形成非共价复合物,在局部发生黑化反应,从而抑制多酚氧化酶原的激活,发挥其免疫防御功能[9-10]。
3 结语
丝氨酸蛋白酶SPs及其抑制剂Serpins和抗菌肽一起参与昆虫的免疫反应,对昆虫Serpins免疫调节作用的研究有助于完善昆虫的先天性免疫,为深入认识和拓展理解Serpins的作用有重要的科学意义。
4 参考文献
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[关键词] 脓毒症;尿胰蛋白酶抑制剂;炎症因子;认知功能
[中图分类号] R459.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2017)12-0017-04
[Abstract] Objective To observe the effect of urinary trypsin inhibitor on inflammatory factors and cognitive function in the patients with severe sepsis. Methods 84 patients with severe sepsis who were diagnosed in our hospital from January 2015 to December 2016 were selected. The patients were divided into the observation group(n=42) and the control group(n=42) according to the random number table. The patients in the control group were given routine symptomatic treatment, and the patients in the observation group were given urinary trypsin inhibitor on the basis of the control group. The changes of the inflammatory factors and cognitive function were compared between the two groups. Results The clinical curative effect in the observation group was significantly better than that in the control group(P0.05); the levels of TNF-α and IL-8 in the two groups were significantly decreased after the treatment (P
[Key words] Sepsis;Urinary trypsin inhibitor;Inflammatory factors;Cognitive function
脓毒症是由感染、烧伤、创伤、休克等危急重症导致的全身炎症反应综合征,发病率较高,且每年均呈上升趋势[1]。随着危重病症监护救治技术的发展,脓毒症患者的病死率有所下降,但仍高达20%,严重危及着患者的生命安全[2]。有研究称,炎症因子水平的变化严重影响着脓毒症患者病情,而尿胰蛋白酶抑制剂能够有效抑制炎症因子水平[3]。因此,本文探讨尿胰蛋白酶抑制剂治疗对严重脓毒症患者炎症因子及认知功能的影响,旨在为临床治疗提供参考依据,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2015年1月~2016年12月于我院就诊的严重脓毒症患者84例,所有患者均符合2001年际脓毒症会议制定的关于重度脓毒症的诊断标准[3];排除恶性肿瘤、脑血管疾病、精神疾病、免疫疾病、心肌梗死等患者;本次研究均征得我院医学伦理委员会及患者的同意,并与患者签署知情同意书。采用随机数字表法,将患者均分为观察组(n=42)与对照组(n=42);观察组:男24例,女18例,年龄42~82岁,平均(58.12±6.04)岁;对照组:男25例,女17例,年龄42~85岁,平均(58.34±6.34)岁;两组患者在性别、年龄等一般资料方面比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 治疗方法
对照组患者给予常规对症治疗,包括抗感染、营养支持、液体复苏、器官功能保护及机械通气等;观察组患者在此基础上给予尿胰蛋白酶抑制剂治疗,乌司他丁注射液(广东天普生化医药股份有限公司;国药准字H19990134;规格:2 mL∶10万U)微量注射泵静脉注射1 h,每天注射2次,治疗1周。
1.3 观察指标
观察两组患者治疗前后的炎症因子、认知功能及临床疗效。炎症因子包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-8(IL-8)、白细胞介素-10(IL-10),采集两组患者治疗前后早晨空腹静脉血液5 mL,室温下静置2 h,于3000 r/min离心机中离心20 min,取2 mL上层血清,置于-80℃的冰箱中保存,采用酶联免疫吸附试验测定TNF-α、IL-8、IL-10水平,采用深圳晶美生物公司提供的试剂盒,操作按照说明书进行[4]。采用SOFA评分与APACHE Ⅱ评分表评价疾病严重程度,分数越低,疾病严重程度越低;采用简易神经状态检测表(MMSE)评估两组患者的认知功能,分数越高,认知功能越高;临床疗效分为显效、有效、无效;治疗总有效率=(显效+有效)/总例数×100%[5]。
1.4 统计学方法
本文数据分析采用SPSS 22.0 统计学软件,计量资料以(x±s)表示,组间行t检验,计数资料以“%”表示,组间行χ2检验,P
2 结果
2.1 两组患者的临床疗效比较
观察组患者的临床疗效显著优于对照组(P
2.2 两组患者治疗前后炎症因子水平比较
两组患者治疗前的TNF-α、IL-8、IL-10水平比较差异无统计学意义(P>0.05);两组患者治疗后的TNF-α、IL-8水平显著降低(P
2.3 两组患者治疗前后病情及认知功能比较
两组患者治疗前的MMSE评分、APACHEⅡ评分、SOFA评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组患者治疗后的MMSE评分显著升高(P
3 讨论
人体任何部位的感染均可引起脓毒症,在脓肿、脑膜炎、胆管炎、腹膜炎、泌尿系统感染中常见,临床症状表现为寒战、发热、心率加速、器官功能障碍等,严重危及患者的身体健康[6,7]。脓毒症是因全身性感染导致多器官功能损害为特征的临床综合征,其发病率及病死率均很高。脓毒症的根本发病机制至今未明,但与肠道细菌、内毒素有关[8];与免疫功能紊乱、细菌内毒素、炎症介质、凝血功能紊乱、基因多态性有关[9]。其中炎症因子与脓毒症的病情发生、发展具有密切联系,脓毒症导致机体巨噬细胞系统的激活,使得患者出现炎症反应,并释放大量的炎症因子[10,11]。近年来对脓毒症的研究中,其发病率增加了91.3%,每年的增长速度已达到1.5%~8%。目前对脓毒症的治疗多主张积极有效抗感染,为治疗脓毒症重要措施之一,但由于多种抗生素的联合使用导致细菌耐药情况严重,使脓毒症的临床治疗效果并不乐观[12,13]。
乌司他丁是一种广谱尿胰蛋白酶抑制剂,是一种从健康男性新鲜尿液中分离纯化出来的糖蛋白,对各种蛋白酶的释放及活性具有抑制作用,同时能够抑制心肌因子产生,清除氧自由基及炎症介质的释放,改善免疫功能、蛋白代谢异常及肾功能[14,15]。TNF-α是由巨噬细胞对细菌感染或其他免疫源反应自然产生的一种细胞因子,IL-8是炎症性疾病的重要介质,IL-10是一种抗炎症介质,IL-8、TNFα可促进炎症细胞的聚集、活化和炎症介质的释放,IL-10可抑制炎症发生[16-18]。本研究中,观察组患者的临床疗效显著优于对照组(P
C上所述,尿胰蛋白酶抑制剂治疗能够有效改善严重脓毒症患者的炎症因子水平以及认知功能,治疗效果良好,具有临床推广使用价值。
[参考文献]
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【关键词】 糖尿病; 肾损伤; 胱氨酸蛋白酶抑制剂C; 诊断
胱氨酸蛋白酶抑制剂C(Cys-C)为低分子量蛋白质的一种,曾有学者在1985年便首先对血清Cys-C水平与肾小球滤过率(GFR)密切相关进行了报道,该水平能够作为肾小球滤过功能的一个诊断指标。对近几年以来,由于Cys-C商品化试剂盒的发展,该项目已经逐渐在临床上得到了推广[1]。本次研究中出于对胱氨酸蛋白酶抑制剂C对糖尿病患者肾小球损伤的早期诊断价值进行评价分析的目的,对本院收治的糖尿病患者的Cys-C水平展开对比分析,现汇报如下。
1 资料与方法
1.2 方法
2 结果
3 讨论
在临床上传统习惯将尿素氮、肌酐等指标作为常规肾功能的检测项目,然而在患者的肾小球受损早期或者是轻度受损时,血中的尿素氮以及肌酐依旧能够维持在相对正常的水平,仅在发生严重肾小球损害时,肾小球的滤过率降低50%以下,血尿素氮以及肌酐的浓度才会发生明显的升高[3]。
最近几年来,已经存在诸多的临床研究对血清Cys-C水平为对肾小球滤过率(GFR)的进行反映敏感指标予以了证实。该物质的分子量相对较小,在近曲小管能够发生重吸收且被完全分解代谢,不会受到年龄、性别、炎症反应、饮食、肌肉容积、恶性肿瘤、胆红素以及溶血等诸多因素的影响,为相对比较理想对GFR进行反映的内源性指标[4]。eGFR水平相对于健康组也会发生显著降低,然SCr、BUN水平在两组之间不存在十分显著性的差异。曾有学者指出血清Cys-C为一个良好的对病程中GFR变化进行监测的评估指标,其水平检测对于确诊2型糖尿病患者的早期肾功能损害具有十分重要的临床价值[5]。在本次研究中对单纯糖尿病患者、糖尿病早期肾损伤患者和健康者展开了Cys-C、SCr、BUN、eGFR水平水平检测,结果发现,糖尿病早期肾损伤组的各项检测指标水平与其他两组比较差异有统计学意义,其中Cys-C为最敏感指标,预示着Cys-C的检测,对肾小球早期损伤的诊断和治疗具有很大价值,这结果对以上所述结论予以了充分的证实。
参考文献
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【关键词】子宫内膜异位症;性激素受体;基质金属蛋白酶抑制剂;免疫组织化学
子宫内膜异位症(内异症endometriosis,EMs)发病机理有多种学说,随着分子生物学研究的进展,发现性激素和性激素受体在内异症的发生发展中可能起着重要作用,内异症是激素依赖性疾病,近年来研究细胞外基质的降解与重建是异位内膜侵袭并种植于腹膜的关键。基质金属蛋白酶(MMPs)是一组锌依赖的,在结构上高度同源的蛋白水解酶,是降解细胞外基质成分最重要的酶类[1]。有研究表明,基质金属蛋白酶及其组织抑制因子介入了子宫内膜异位症的发生过程[2],为深入探讨性激素受体和免疫因子在内异症发病中的作用,现采用免疫组化PV-9000法对子宫肌瘤患者的正常子宫内膜和内异症患者的在位内膜和异位内膜作比较,检测雌激素受体(entrogen receptor,ER)和孕激素受体(progesterone receptor,PR)及基质金属蛋白酶组织抑制剂-1(tissue inhibitors of metalloproteinase-1,TIMP-1)在异位内膜中的表达,从而进一步阐明内异症发生发展的机制。
1 研究资料与方法
1.1标本来源与分组所有标本均取自2003年1月~2006年8月间,青岛大学医学院附属医院妇产科经腹腔镜或开腹手术,均经病理诊断。研究组1为EMs异位内膜组:标本均为异位内膜,大多为卵巢巧克力囊肿,共84例,年龄25.3~50.0岁,平均年龄(38.6±6.6)岁;按美国生育协会修正分期标准(r-AFS)为:Ⅰ~Ⅱ期26例,Ⅲ期28例,Ⅳ期30例。研究组2为EMs在位内膜组:为研究组1中部分内异症患者子宫全切术后对应的子宫内膜,共44例,年龄37.0~50.0岁,平均年龄(43.7±3.0)岁。对照组:因子宫肌瘤行子宫全切术者的正常子宫内膜,共32例,年龄20.0~49.5岁,平均年龄(42.7±7.7)岁。上述患者术前半年内均未接受性激素及抗EMs药物治疗,无其他内分泌类疾病史。
1.2标本的制备与检测
1.2.1 取材与包埋 术中取卵巢巧克力囊肿壁(异位内膜),子宫肌瘤和部分巧克力囊肿患者的在位子宫内膜,将内膜组织置于10%甲醛液固定,二甲苯透明后石蜡包埋。
1.2.2 ER、PR和TIMP-1检测 4 μm连续切片后脱蜡,水化组织切片,3% H2O2去离子水孵育10 min,以阻断内源性过氧化物酶,根据所应用的ER、PR和TIMP-1的要求,严格按北京中山生物技术有限公司提供的具体操作步骤要求进行。
1.2.3 结果评定 显微镜下观察,细胞核显色棕褐色者为强阳性,浅棕或浅褐色者为阳性,蓝色为阴性。采用高清晰彩色电子图像分析仪,用平均密度=棕褐色细胞核/(棕褐色细胞核+蓝染细胞核)代表ER、PR和TIMP-1的表达强度,每个切片选择4个视野,10×40倍镜放大,每个视野测定3次后取均值,由同一人用同一台仪器测定。
1.2.4 统计学方法 评分数据用x±s表示,运用SPSS 11.5统计软件处理进行t检验。
2 结果
结果显示:异位内膜组织中ER、PR及TIMP-1的表达明显低于正常内膜组织,差异均有统计学意义(P
3 讨论
EMs是激素依赖性疾病,雌、孕激素与子宫内膜细胞上的相应ER、PR发生特异性结合,产生一定效应,从而影响细胞的代谢过程或对基因表达进行调控[3]。且Sampson提出经血逆流学说被认为是一种正常现象,因并非所有发生经血逆流的妇女都将患内异症,这说明经血逆流可能仅仅是个诱因。TIMP-1是一种糖蛋白,它能与活化的基质金属蛋白酶(MMPs)形成1∶1复合体而使它们失活。而异位内膜的细胞外基质的降解与重建是异位内膜侵袭并种植于腹膜的关键,因此检测ER和PR及TIMP-1在内异症中的表达,对研究子宫内膜异位症的发生、发展等方面有重要意义。
本实验采用免疫组化方法,检测了异位内膜组织及EMs在位内膜中ER、PR、TIMP-1的表达,结果发现,异位内膜组织中ER、PR、TIMP-1的表达明显低于正常内膜,说明异位内膜虽然在结构和功能上与正常子宫内膜基本相同,同样有月经周期的改变。内异症患者的异位内膜ER、PR的表达明显低下,使得异位内膜激素变化幅度不如正常内膜明显,说明异位子宫内膜从周围组织纤维化到供血不足及组织分化程度不同,局部生长环境不良以及腺体细胞中激素受体的变化等,造成了对激素反应的差异。同时也说明TIMP-1对MMPs的抑制作用减弱,相反也说明MMPs的作用增强,对细胞外基质的降解与重建作用增强,而细胞外基质的降解与重新建成是异位内膜侵袭并种植于腹膜的关键[4],从而导致许多病理过程。本研究表明TIMP-1在EMs病人在位内膜中的表达与正常内膜中的表达差异有显著性,表明EMs病人在位内膜比正常内膜表现出更强的侵袭能力,只有内膜组织逆流入腹腔后,周围因素发生改变,才促使TIMP-1表达减弱,从而发生内膜的异位侵袭。因此异位内膜组织中TIMP-1的异常表达在EMs的发生发展中发挥了主要作用。
尽管将EMs称为激素依赖性疾病,但异位内膜毕竟与在位内膜不同,这种对激素的依赖是不完全的,这也可能是某些用激素治疗不能完全根除EMs的原因所在。EMs患者子宫内膜的生物学特性不同于正常在位内膜,其差异在其形成中可能具有决定性作用,即EMs“在位内膜决定论”[5]。本试验结果显示:在位内膜组织中ER、PR明显高于正常内膜组织,而TIMP-1在在位内膜中呈低表达,充分表明EMs在位内膜组织局部特性的改变在EMs的发生发展中起到关键性作用,进一步突出了“在位内膜决定论”的理论意义。在位内膜中ER及PR较正常内膜组织中高,而TIMP-1却较正常内膜组织中低,是否又说明了雌孕激素对TIMP-1有抑制的作用,使得在位内膜碎片一旦种植到腹腔即可发挥其异位种植的作用。Ramon等[6]却发现TIMP-1在患者中的活性明显高于正常对照组,他们认为TIMP-1活性增高,抑制细胞侵袭的能力加强,这一结果有利于解释临床上经常发生的子宫内膜异位灶对其周围的卵巢组织没有侵袭的现象。但同时,TIMPs和MMPs一般都是以复合体形式出现的,不知是否还与目前大家讨论比较热的MMPs/TIMPs比值失衡还有关[7,8],有待进一步研究证实。
综上所述,异位内膜组织中ER、PR、TIMP-1的低表达,表明异位内膜仍保留对激素反应的特性,是其得以种植生长的必要条件,细胞外基质的降解与重建作用增强是关键。异位内膜对激素敏感性的降低,也可能是某些用激素治疗不可能完全根除内异症的原因所在,而内异症患者在位内膜中ER、PR的高表达及TIMP-1表达较低,则是内异症发生发展中的关键因素。
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【关键词】 胱氨酸蛋白酶抑制剂C;同型半胱氨酸;2型糖尿病肾病
近年来2型糖尿病(T2DM)的发生率增高, 且呈年轻化趋势。糖尿病肾病(DN)是糖尿病常见的并发症之一, 是T2DM重要的致死因素, 然而糖尿病早期肾损伤具有可逆性[1, 2]。因此, 及时发现糖尿病早期肾损伤, 对于糖尿病肾病的预防、延缓或减慢疾病的进程十分关键。目前临床上使用的肾功能检测指标血清肌酐(Scr)只是在内生肌酐清除率(Ccr)低于50%时才出现增高, 不能发现早期肾损伤, 容易错过最佳治疗时期而导致肾衰, 因此临床早期全面诊断显得尤其重要。有报道血清中胱氨酸蛋白抑制剂C(CysC)较Scr能更好地反映肾功能损伤的程度[3], 同时检测尿微量白蛋白(U-MA)可以早期诊断糖尿病肾小球损伤[4]。近年来研究表明同型半胱氨酸(HCY)与糖尿病微血管并发症具有相关性[5]。本文通过对健康者、糖尿病及糖尿病肾病患者CysC、HCY、U-MA、Scr、 FPG及BUN的水平进行同时检测, 并通过Scr含量计算出的Ccr, 探讨联合检测对DN早期诊断的应用价值与意义。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 收集2012年6月~2012年12月间经本院内分泌科确诊的门诊或住院患者。糖尿病组100例, 男66例, 女34例, 年龄35~80岁。其中分为单纯糖尿病(DM)组72例, 男45例, 女27例, 年龄41~80岁;糖尿病肾病(DN)组28例, 男17例, 女11例, 年龄35~73岁。健康组80例, 经本院体检中心确诊无心脑血管疾病和糖尿病的健康者, 男45例, 女35例, 年龄30~68岁。
1. 2 方法 ①标本收集:空腹12 h抽取静脉血, 以促凝管收集的标本测定CysC、HCY、Scr、 FPG及BUN, 收集随机尿测U-MA。②仪器与试剂:以免疫胶乳比浊法测定CysC(北京利德曼生化股份有限公司批号2092721), 循环酶法测定HCY(北京万泰德瑞诊断技术有限公司批号ZL3102AA32), 酶法测Scr(德赛诊断系统有限公司批号120081), 谷氨酸脱氢酶法测定BUN(德赛诊断系统有限公司批号00000138), 免疫比浊法测U-MA(德赛诊断系统有限公司批号17174)和免疫比浊法测FPG(中生北控生物科技股份有限公司批号201203), 以上检测均在全自动生化分析仪(日立7600-010)上进行。所有检测均受控于室内质控和卫生部室间质量质控计划。③Ccr计算公式:Ccr(ml/min)=uCRE×uV×1.73/ Scr×体表面积(uCRE为尿肌酐, Scr为血肌酐, uV为尿量)
1. 3 统计学方法 所有数据均以SPSS11.1系统处理, 以 (x-±s)表示, 组间比较采用两样本均数t检验, P
2 结果
2. 1 各组指标的检测结果 表1中可见DN组各指标显著高于健康组, 各组间比较差异具有统计学意义(P
2. 2 各指标相关性分析 DM组中HCY与CysC呈正相关(r=0.887, P
2. 3 糖尿病不同病史阶段CysC、HCY、Scr、BUN、Ccr的阳性率分析分别以CysC>1.25 mg/L, HCY>15.0 μmol/L, Scr>133.0 μmol/L, BUN>8.1 mmol/L, Ccr
3 讨论
糖尿病肾损害是糖尿病严重的慢性微血管并发症, 也是糖尿病患者的主要死因之一, 有超过30%的患者发展为肾功能衰竭及需要肾透析。相关专家认为与其他指标相比, CysC检出糖尿病肾病的灵敏度为40%, 特异性为100%, 因此有必要在诊断糖尿病而无证据有肾病患者中定期检测CysC浓度变化以观察其与糖尿病微血管病变的关系。而HCY作为一种血管损伤性氨基酸也与糖尿病肾病损害相关, 认为高HCY血症是DN的一个独立危险因素[5, 6]。联合检测血HCY与CysC可早期预测糖尿病肾损害的程度, 从而可从不同角度、更安全地评价糖尿病早期肾损害[7]。也有研究提示, 2型糖尿病在确立诊断时即应检测尿微量白蛋白。本研究同时对CysC、HCY、U-MA、Scr、 FPG及BUN进行检测, 探讨联合检测对DN早期诊断的应用价值与意义。
本研究结果显示在糖尿病患者中, 当Ccr下降时, CysC、HCY的升高比血Scr更快、更早。本文研究结果显示DN组血清CysC和HCY水平明显高于对照组, 差异具有统计学意义(P
本研究同时对糖尿病不同病史阶段CysC、HCY、Scr、BUN、Ccr的阳性率进行了分析比较, 结果提示在DM的疾病过程中, CysC和HCY几乎同时且较早出现异常, Ccr的异常也出现较早但阳性率低于CysC和HCY, Scr、BUN的异常则出现较晚, 提示CysC、HCY对于糖尿病早期肾损伤的诊断有重要意义。建议在常规糖尿病治疗过程中定期检测CysC、HCY, 及时发现糖尿病早期肾损伤, 这对糖尿病肾病的预防、延缓或减慢疾病的进程具有重要的临床意义。
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核苷类逆转录酶抑制剂(NRTIs)
NRTIs可阻断病毒的双股DNA形成,使病毒失去复制的模板。NRTIs进入被感染的细胞,需磷酸化形成具有活性的三磷酸化合物,它们是HIV逆转录酶竞争性抑制剂,当它们插入生长的DNA链时,可导致未成熟的DNA链终结,病毒DNA合成受阻而抑制病毒复制。1987年获FDA批准的齐多夫定(AZT)是第一个逆转录酶抑制剂,也是世界上第一个应用于临床的抗艾滋病病毒药物,它是脱氧胸苷的类似物。目前,国内已有的NRTIs有:去羟肌苷(ddI)、司他夫定(d4T)和拉米夫定(3TC)。其他同类药有:扎西他宾(DDC)、替诺福韦和恩曲他滨(FTC),而阿巴卡韦(ABC)是脱氧鸟苷类似物,通过充当DNA链合成终止因子发挥作用,能同时抑制HIV-1和HIV-2的复制。NRTIs复合制剂有双肽芝和三协韦:双肽芝为AZT和3TC的复合制剂;三协韦为AZT、3TC与ABC的三联复合制剂。NRTIs可提高AIDS及其相关综合征患者的存活率,但并不能使患者治愈,长期治疗存活率也较低,且现有的NRTIs常有严重骨髓抑制的不良反应和容易出现耐药毒株。
非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTIs)
这是一组与核苷化学结构完全不同的特异性抑制HIV逆转录酶的化合物。NNRTIs能高度抑制HIV复制,细胞毒性小,缺点是容易产生耐药性。
该类化合物具有抗HIV-1高特异性活性的共同性质,但是对HIV-2或其他逆转录病毒无效。国内已有制剂:施多宁(EFV)和奈韦拉平(NVP)。
NNRTIs还有地拉韦啶(DLV),与NTRI和PI有协同作用。
蛋白酶抑制剂(Pls)
PIs是基于肽类的化合物,或竞争性抑制蛋白酶活性或作为互补蛋白酶活性点的抑制剂。强效和高选择性PIs具有特异性,不能作用于所有的酶类,因而PIs通常和至少两种不同的抗逆转录酶抑制剂联合使用。
此类药物也会引起一些不良反应,如腹泻、转氨酶升高、血脂增高等。国内目前只有茚地那韦(IDV)供应。其他Pls有:沙奎那韦(SAQ)、利托那韦(RTV)、奈非那韦(NFV)和安普那韦(APV)等。与其他获得FDA批准的Pls相比,Atazanavir(ATV)的主要优点在于其强大的抗病毒效果,独有的耐药图谱以及对脂肪代谢的影响最小。洛匹那韦(LPV)主要与RTV联用,如复合制剂Kaletra(LPV+RTV)。融合抑制剂(FI)
融合抑制剂是由36个氨基酸组成的线性肽,可以抑制HIV与宿主细胞表面上受体结合。恩夫韦肽(ENF,T-20)是其中的一种已经上市的药物,容易被胃酸破坏,故应用皮下注射的方法具有较强的抗病毒功能。
这类药物在病毒进入细胞的最初环节抑制病毒感染,特别适用于耐逆转录酶抑制剂和耐蛋白酶抑制剂的患者。
存在的问题及展望
ART可以有效地抑制HIV的复制,使血中的病毒降至可检测水平以下。尽管如此,仍有部分患者对ART不能产生完全和持久的反应。ART仍有许多问题亟待解决,如服药依从性问题,药物之间的相互作用、不良反应,特别是耐药性的产生是目前的难点。
【关键词】 钩藤;基质金属蛋白酶;脑血管疾病
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(x).2013.01.023 文章编号:1004-7484(2013)-01-0023-02
脑血管疾病主要包括高血压、脑缺血、脑出血、脑血栓[1],这一系列疾病致残率及致死率及高,严重危害人民的健康并增加了社会医疗的负担。对于脑血管疾病的进一步诊治,已经成为目前关注的热点问题。国外文献发现,大部分脑血管疾病发病与基质金属蛋白酶的变化有关[2],基于此,MMPs已成为治疗及预防脑血管疾病的一个新靶点。目前应用于临床脑血管类疾病治疗的药物多为中药制剂,钩藤作为中药防治脑血管疾病的常规药物,其用药历史悠久,费用较低,且已知副作用较少因而被广泛应用于临床中[3]。本实验对钩藤体外抑制基质金属蛋白酶活性进行研究如下。
1 实验仪器与实验材料
1.1 实验材料 钩藤(内蒙古民族大学附属医院中药房提供的道地药材),缓冲溶液应用自治(50mM HEPES,10mM CaCl2,0.2M NaCl,0.05% Brij-3520μM ZnSO4),荧光底物DQ-gelatin(Sigma公司、美国)。
1.2 实验仪器 Bio-Tek ELx-808荧光酶标仪(宝特),DNP-9272-1 电热恒温培养箱(常州恒德仪器制造股份公司)。
2 原理与方法
2.1 实验原理 本实验采用可激发荧光的底物为底物,基质金属蛋白酶降解荧光底物后发荧光,通过荧光酶标仪检测荧光的变化强度并记录数值。如果在反应体系中加入药物的提纯物质,药物提纯产物中的抑制成分与基质金属蛋白酶结合,从而影响荧光底物的反应,使其荧光强度发生变化。
2.2 实验方法
2.2.1 提取物的制备 将钩藤3g放入水中(100摄氏度)持续时间3小时,滤纸三重滤过得沉淀物,应用冻干机处理后,得到钩藤水提取物。配制的药物起始浓度为1g/l每升增加浓度1g,最高浓度为6g/l的水提取物溶液。
2.2.2 抑制活性的测定 将6种浓度的钩藤水提取物分别取1μl与一定量的基质金属蛋白酶-16加入96孔酶标板中,然后加入缓冲溶液,使其最终体积为50μl,放入37℃培养箱中孵育30分钟,然后加入含有0.2μg荧光底物缓冲溶液50μl,最终反应体系为100μl,钩藤水提取物最终浓度分别为10μg/ml、20μg/ml、30μg/ml、40μg/ml、50μg/ml和60μg/ml,立即用Bio-Tek ELx-808荧光酶标仪进行计算,发射波长为520nM,激发波长为460nM。实验时间为500秒。仪器计算的荧光强度就等同于酶降解底物活力的强弱。
2.2.3 抑制活性计算 用Vo代表没有加入抑制剂组的荧光强度变化,Vi代表加入抑制剂组的荧光强度变化,钩藤的抑制百分数用下边的公式表示:1—Vi/Vo=抑制百分数(%),当抑制百分数为50%时,则为钩藤抑制基质金属蛋白酶活性的IC50。
3 结果
具体结果如下,图中“Mean V”表示随时间变化的荧光强度的变化速率,可以作为相对的底物降解速率,根据实验方法中所给出的公式,能够计算出不同浓度的钩藤提取物对基质金属蛋白—16的抑制百分数。通过以上数据,我们能够推测基质金属蛋白酶—16的活性抑制50%时所需要的钩藤的量,如图8,IC50=52μg/ml。
3 讨论
钩藤始载于《名医别录》,原名钓藤。甘苦;微寒,归肝、心包经,具有清热平肝;熄风止痉的作用[4],被历代医家成为因其疗效确切,副作用较少,长期以来一直被应用于脑血管疾病的治疗之中。
基质金属蛋白酶是一类自然进化中高度保守的酶。基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)通过自身的表达调控基质金属蛋白酶的含量。当机体出现神经系统疾患时,基质金属蛋白酶受到疾病影响后其表达水平向上调节,使基质金属蛋白酶抑制剂与基质金属蛋白酶之间的平衡失控,因为这种基质金属蛋白酶含量的升高,细胞外基质成分被过多降解,从而为许多疾病如脑血栓、脑出血、高血压等疾病[5]的发生创造条件,Galis等人的研究表明基质金属蛋白酶是造成斑块不稳定的重要原因之一[6]。基质金属蛋白酶通过破坏斑块的结构,从而在治疗脑血管疾病方面达到治疗作用 [7]。血管源性脑水肿的机制既基质金属蛋白酶表达上调,降解Ⅳ、Ⅴ型胶原,破坏细胞外基膜和基质,导致血管内膜通透性增加所致。同时造成白细胞活化渗出至神经系统内,并释放多种炎性介质、细胞因子造成缺血脑组织的损伤[8]。这一病理生理学因素使通过基质金属蛋白酶抑制剂治疗脑血管疾病具有了新的理论依据,国外临床资料表明[9-13],在原发性高血压、脑出血、脑缺血、颈动脉粥样硬化斑块、脑梗死等病理状态下多种基质金属蛋白酶抑制剂的活性明显增高,提示心脑血管病与基质金属蛋白酶含量的关系及其密切,大量实验结果表明,脑梗塞及脑损伤时应用基质金属蛋白酶抑制剂能使这种脑组织的损伤降低,动脉粥样硬化斑块稳定不易于破裂,对脑血管疾病的发生达到治疗及预防的作用。关于钩藤治疗神经系统疾病的机理是国内外医学工作者临床工作的热点,本实验的研究结果进一步证实了钩藤水提取物含有基质金属蛋白酶抑制剂,因此其治疗脑血管疾病的机制可能同抑制基质金属蛋白酶的活性相关,为中药提取物治疗脑血管疾病提供了评价标准及理论依据。
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1、黄豆中含有一种胰蛋白酶抑制剂,对糖尿病有一定的疗效,但是胰蛋白酶抑制剂进入机体后会抑制体内胰蛋白酶的正常活性,并对胃肠有刺激作用。
2、如果食用了不完全熟的黄豆可能出现包括涨肚、拉肚子、呕吐、发烧等不同程度的食物中毒症状。
3、黄豆是很好的营养品,富含蛋白质,没经过处理,含有很多对身体有害的物质。生黄豆中含有皂甙毒素,跟皂角的毒素成分相同,煮熟了就被破坏,吃了就容易中毒。
(来源:文章屋网 )
关键词:免疫缺陷综合征 艾滋病 抗病毒治疗
Doi:10.3969/j.issn.1671-8801.2014.03.067
【中图分类号】R-0 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2014)03-0054-01
艾滋病又称获得性免疫缺陷综合征(AIDS),是由人免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的传染病,其临床特点以免疫系统损害、各种机会性感染与相关肿瘤为主要特征的一组综合征[1]。我国自1985年报告首例艾滋病病例以来,HIV感染者和AIDS患者急剧增加。截止2013年8月,我国艾滋病病毒感染者和病人约42万例,死亡12万例。目前艾滋病还无法彻底治愈,也没有完全有效的疫苗,多采用综合治疗:抗HIV病毒治疗、预防和治疗机会性感染、中医药治疗、增加机体免疫功能、支持疗法以及心理咨询,其中以抗病毒治疗最为关键[2]。
1 抗HIV病毒治疗的时机
抗HIV病毒治疗的时机,可以从以下三个方面来考虑:①急性期,化验结果无论CD4+T细胞计数值达到多少数值,需建议患者进行系统治疗。②无症状期,CD4+细胞值计数
2 抗病毒治疗药物的研究进展
2.1 核苷类逆转录酶抑制剂(NRTIs):核苷类似物主要通过在细胞内磷酸化形成5’-三磷酸的活性代谢产物,与5’-三磷酸核苷竞争,通过逆转录酶整合入病毒DNA,使DNA链延长中止,从而抑制HIV的复制和转录。此类药物主要包括:齐多夫定、扎西他滨、去羟肌苷、司他夫定、拉米夫定、阿巴卡韦)等。
2.2 非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTIs):是一类在结构上差异较大、作用机制相似的化合物,可结合于RT上一个非底物结合的变构部位,对RT为非竞争性抑制。与NRTIs比较,对细胞的毒性小、在极低的浓度也能抑制HIV的复制,但易产生突变,限制NNRTIs发挥抗病毒作用。目前已上市的几种主要的非核苷类逆转录酶抑制剂包括奈韦拉平、地拉韦啶、依非韦伦等。
2.3 整合酶抑制剂:整合酶是HIV复制必需的三种酶之一,其作用是使HIV、DNA插入宿主细胞基因组中,整合是病毒基因有效表达和复制的必要步骤。整合酶包括抑制剂Raltegravir和抑制剂Elvitegravir。Raltegravir也称MK-0518,体外实验证实,它对耐多药HIV-1、CCR5嗜性及CXCR4嗜性病毒均有效。将它与替诺福韦(tenofovir,TDF)和拉米夫定(lamivudine,3TC)联合应用,治疗24周后病毒载量低于50拷贝/ml的患者比例可达87%~95%,48周后这一比例仍保持在85%~88%[3]。Elvitegravir,又称GS-9137,是另一种整合酶抑制剂类候选药物。在一项随机、双盲、安慰剂对照试验中,40例患者应用不同剂量GS-9137或安慰剂单药治1天,GS-9137组患者病毒载量平均降低0.98~1.99log10拷贝/ml,其中GS-9137400mg或800mg BID,50mg GS-9137加利托那韦100mg QD三种剂量的病毒载量降低值达到1.91log10拷贝/ml以上[4]。
2.4 蛋白酶抑制剂:蛋白酶抑制剂属多肽类化合物,能可逆性地抑制HIV蛋白酶与底物酶结合而水解相应的肽键,从而抑制新病毒组装时所需的功能性酶和结构蛋白的合成[5]。沙奎那韦是全球第一个获批的蛋白酶抑制剂(1995年)。至2012年底,FDA共批准11种蛋白酶抑制剂用于临床,包括利托那韦、沙奎那韦、奈非那韦、安普那韦、福沙那韦、洛匹那韦、阿扎那韦、茚地那韦、替派那韦、达如那韦和阿扎那韦┼利托那韦[6]
2.5 融合抑制剂(进入抑制剂):该抑制剂是一类作用于HIV与细胞膜融合阶段的化合物。2003年,FDA批准第一个融合抑制剂T20用于临床[7]。T20是1个含有36个氨基酸的肽段,作用于HIV跨膜蛋白gp41,从而阻止病毒进入细胞。但从近几年临床应用来看,T20具有口服易降解及生物利用度低等缺点,且易产生耐药。我国自主研发的抗HIV融合抑制剂西夫韦肽目前已完成Ⅱb期临床试验。除作用于病毒蛋白的融合抑制剂以外,作用于辅助受体CCR5的融合抑制剂(或称进入抑制剂)是近年研究的热点。Maraviroc是惟一用于临床的进入抑制剂,可阻止HIV gp120和CCR5结合,具有耐受性良好、耐药率低的优点。目前尚有多个CCR5进入抑制剂处于临床研究阶段(如SCH-C),均显示出较强的抗病毒作用[8,9]。
2.6 辅助受体拮抗剂:人类辅助受体等位基因上第32个碱基片段的缺失使得CCR5嗜性HIV-1无法进入靶细胞,因而机体获得对HIV-1的天然抗性,且该突变对机体免疫功能无影响,说明CCR5是一种理想的抗HIV药物作用靶点,CCR5拮抗剂成为抗HIV的候选药物。其中辅助受体拮抗剂MVC已经进入Ⅲ期临床试验。另一种CCR5拮抗剂Vicriviroc,患者接受单药治疗14d、25mgBID和50mgBID的两剂量组患者病毒载量降低>1.01log10拷贝/mL的比例分别为77%和82%,且耐受性较好,不良事件的发生率与安慰剂组相似,可见该药疗效较好[10]。
2.7 基因治疗:德国一个医疗小组将CCR5基因缺陷供者的骨髓造血干细胞移植给1例患有白血病的AIDS患者,其首要目的是治疗白血病。通过2年多的观察,接受骨髓移植的患者体内HIV转阴。在随后的相关临床试验中,AIDS患者接受不含CCR5的细胞,虽然不能清除病毒,但可使CD4+T细胞计数明显增加[11]。Wu等[12]利用腺病毒作为载体,将外源性DNA导入小鼠体内,可编码并产生5种与HIV感染者体内中和抗体相同的蛋白,其中2种VRC01和b12可保护小鼠在病毒感染大于正常值100倍的情况下不被感染。锌指核酸酶是近年基因治疗的研究热点,由2种类型的蛋白质构成,一种锌指结构用于结合特异性的短DNA序列,另一种为细胞无法轻易修复,在结合位点切割DNA序列的核酸酶,可使锌指核酸酶在基因组精确位点结合和切割DNA[13]。Holt 等[14]研究得出CCR5锌指核酸酶在体外可有效抗HIV感染。多项针对HIV结构蛋白的锌指核酸酶研究正在进行中[15]。
3 结语
在过去的10年里HAART等抗病毒药物获得重大进展,除上述提到的药物外,还有更多种抗病毒药物正在研究当中。新型抗HIV药物为HIV/AIDS的治疗带来了更多选择,不仅对初治患者,即使是那些以往治疗失败、甚至是多重耐药的患者,也能够快速、有效发挥抗病毒作用。
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1生物技术在防治中的应用
在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是完全主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。
2生物技术在防治虫害中的应用分析
生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。
3生物技术在防治草害中的应用分析
植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。
4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种
农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。
5总结
科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加全面化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展全面,提升防治病虫害的防治技术。
作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局
关键词:抗营养因子 大豆 钝化
大豆作为植物饲料蛋白质源,被广泛应用于饲料行业中。大豆粕粗蛋白含量为35-42%。大豆粕以其蛋白质含量高,氨基酸比较平均而成为全世界最主要的植物蛋白质饲料原料。但大豆中含有多种抗营养因子,严重影响动物的消化、吸收。大豆中的抗营养因子主要包括:蛋白酶抑制剂、植物凝集素、大豆抗原蛋白( 致敏因子) 、脲酶、胀气因子、植酸及致甲状腺肿素等多种抗营养因子。
一、抗营养因子
1.蛋白酶抑制因子 蛋白酶抑制因子主要有KTI(胰蛋白酶抑制因子)和BBI(弓手抑制因子)两类。KTI主要抵抑制胰蛋白酶,而BBI同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白质酶。蛋白酶抑制因子,它能抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶活性,促进胰腺分泌、胰腺肿大,造成必需氨基酸内源性损失的结果;生长停滞、生产性能下降。其中重要的是胰蛋白酶抑制因子,胰蛋白酶抑制因子主要影响胰腺的分泌功能,它与胰蛋白酶在小肠中的浓度相关。肠道的胰蛋白酶与抑制因子结合,然后经粪便排出体外,因此降低了胰蛋白酶的浓度。大量胰蛋白酶的大量补偿性分泌,造成内源性含硫氨基酸的丢失引起体内氨基酸代谢不平衡,特别是蛋氨酸的不足引起生长受阻,消化吸收功能失调和紊乱(Callaher和Scheeman,1986)。
2.植物凝聚素 植物凝聚素主要以糖蛋白的形式存在,它的主要作用是对免疫系统和器官具有一定的毒害,对肠道产生的免疫球蛋白A有显著的拮抗作用;能影响家畜的生产性能。植物凝集素是一种对某些糖分子具有高度亲和力的蛋白质,其中大多数是糖蛋白。植物凝集素和糖及配糖体(糖脂、糖肽、低聚糖、氨基葡聚糖)的结合,类似于酶和底物的结合或抗原和抗体的结合,具有高度的特异性。
3.多酚类化合物 多酚类化合物如单宁、酚酸单宁属于水溶性的酚类化合物,主要作用与蛋白质、碳水化合物、酶形成复合物干扰猪消化过程,降低蛋白质的利用率;与消化酶形成复合物,使酶的活性下降,养分消化率降低,影响适口性。Wijavila等(1977)报道单宁等多酚类化合物和钙、铁、锌等多种金属离子结合形成不溶性化合物,降低其利用率。
4.致甲状腺肿素 这是一类有机小分子,在豆粕中含量极微,其前体物是硫代葡萄糖苷,单个硫代葡萄糖苷是无毒的,但在硫代葡萄糖苷酶的作用下会产生致甲状腺肿的一系列小分子物质。在豆粕中硫代葡萄糖苷与硫代葡萄糖苷酶是内源性的,只有当组织破碎并在合适条件下(水、温度等)才能起系列酶解作用。所以杀灭尚未酶解的硫代葡萄糖苷酶,则有利于阻止致甲状腺肿素的产生。
5.大豆抗原蛋白 Castimpoolas等从大豆中鉴定出4种球蛋白,即大豆球蛋白、α-伴大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、γ-伴大豆球蛋白,并证明它们是大豆蛋白中的主要抗原成分。大豆蛋白抗原进入动物体内主要引起动物发生过敏反应,造成免疫损伤主要在肠道,细胞免疫和体液免疫都参与了这一过程,但绒毛结构的变化主要是由细胞免疫引起的,这种作用使小肠结构受损,食糜滞留时间缩短,营养物质的消化和吸收出现紊乱,导致消化不良、腹泻等现象的发生。
6.脲酶 一般脲酶本身并没有毒性作用,但在一定温度和pH值条件下,生大豆中的脲酶遇水迅速将含氮化合物分解生成氨从而引起氨中毒。由于大豆及其制品中脲酶含量与PI含量呈正相关关系,因此常以脲酶活性用来判断大豆的受热程度和估计胰蛋白酶抑制剂的活性。
7.胀气因子 大豆中的胀气因子主要是棉籽糖、水苏糖和毛蕊花糖。棉籽糖在大豆中含量约为1%;水苏糖在大豆中含量约为4%。棉籽三糖和水苏四糖不能被胃和肠上段的消化酶消化,而是被结肠中的细菌发酵产气,引起胃肠胀气,是大豆中的胀气因子。
二、抗营养因子钝化的物理方法
大豆抗营养因子的存在阻碍了营养物质的消化吸收,引起各种不适反应,因此,要采取措施使抗营养因子失去活性或去除。 加热过度或加热不足都会使大豆的营养效价和生物学活性降低。
1.蒸汽处理:常压加热的温度低,一般在100℃以下。常压处理30min左右,大豆中的胰蛋白酶抑制因子活性可降低90%左右,而不破坏赖氨酸的活性。高压处理时,加热时间随温度、压力、PH值及原料性质而不同。
2.浸泡蒸煮处理:先浸泡后加热可减少水溶性和可分散性的化合物(凝集素、植酸、寡聚糖),消除程度依温度、浸泡液类型而不同。盐和碱通过改进细胞膜渗透性有助于消除抗营养因子。但此法易引起营养物质如可溶性蛋白质和维生素的损失,因而一般很少采用。
3.炒烤与加压烘烤处理:Schmidt(1987)报道,190℃时10-60s即可使大豆中的植物凝集素彻底被破坏。还有人报道在130-133℃,压力为25帕,凝集素和胰蛋白酶抑制因子都能失活。
4.膨化处理:原理是原料受到的压力瞬间下降而使其膨化导致抗营养因子灭活,细胞破裂可提高鸡对大豆养分的消化吸收。国内外大量研究表明,目前较好的热处理条件是120℃热压15min、105℃蒸煮30min,因此热处理方法较常用。
三、抗营养因子钝化的化学方法
指在豆粕中加入化学物质,并在一定的条件下反应,使抗营养因子失活或活性降低,来达到钝化的目的。
研究表明,用5%的尿素+20%水处理效果最好,胰蛋白酶抑制因子活性降低了78.5%,脲酶活性降低了90.4%,且豆粕中的残留氨量也不大。用乙醇处理可使豆粕蛋白的结构改变,对降低大豆抗原蛋白活性有一定的效果。
国外在化学方法方面报道的很多,如亚硫酸钠处理法、半胱氨酸处理法(Mende,1982)等。化学方法处理可节省设备与能源,但最大的障碍是化学物质残留,会对动物的生产性能产生毒副作用,且成本费用太高,因此目前国内应用较少。
四、抗营养因子钝化的其他技术方法
1.酶制剂处理法:在抗营养因子的钝化研究中最具有应用价值的酶有植酸酶、纤维素酶等。Cromwell(1991)证明日粮添加植植酸酶明显降低了日粮磷的需要量和粪便磷排泄,从而减少了环境的污染。降解淀粉多糖的酶也逐渐应用于生产。
2.微生物发酵:发酵已被证明是减少胰蛋白酶抑制因子的可行方法。对棉籽饼和菜籽饼中的抗营养因子也有较好的效果。黄玉德(1994)等利用微生物发酵技术,使棉酚含量下降至可饲用水平。
3.发芽的方法同样可以分解籽实类饲料原料的抗营养因子(Classen,1993)。不同豆类经过发芽后胰蛋白酶抑制剂、凝集素、单宁等含量有不同程度的下降(Savelkonl等),豆类的适口性得到明显的改善。
生物技术处理法处理效率高,且成本低,没有残留问题,对饲料营养成分的影响和破坏也较小,但要求技术水平较高,因此没能形成工厂化。酶制剂处理时,添加酶的量要适当,过量会扰乱消化道的正常消化机能而产生不良作用。
1MMPs的一般特性
MMPs是一组含Zn2+的能够降解细胞外基质的蛋白酶,通常在中性条件下发挥活性,有ca2+参和时活性最大。其活性受螯合剂抑制,但不受丝氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸蛋白酶类抑制剂的影响。用cDNA猜测氨基酸序列,表明一些哺乳动物MMPs各种类型酶之间,其结构具有高度的恒定性。MMPs家族所有成员具有一些共同的氨基酸序列和结构域。这些结构域是摘要:前肽结构域、信号肽、催化结构域、凝乳酶样结构域、跨膜结构域等。通过其中某个区的增减修饰而形成不同的MMPs。如明胶酶在催化区有一段纤维连接蛋白样的插入,MMP-7缺少凝乳酶样结构域,而膜型MMPs含有跨膜结构域等。MMPs均以酶原形式分泌,其活化需要进行蛋白水解,前肽丢失,分子量减少。体外潜伏型MMPs可被有机汞制剂、促溶剂或蛋白酶激活。MMPs有一些共同的生化特征摘要:①催化机制依靠于活化中心的锌原子;②蛋白酶均以无活性的酶原形式分泌;③酶原可被蛋白酶激活因子或有机汞制剂激活;④激活过程伴随分子量的减少;⑤不同细胞来源的MMPs有很高的同源性;⑥激活后的酶可裂解一种或多种细胞外基质成分;⑦酶的活性可被MMPs的天然抑制剂TIMPs抑制;⑧多数MMPs基因转录受到内源性生长因子和细胞因子调节,如IL-1和IL-6、TNF-α、TGF-α和IFN-γ以及BMP等。
2MMPs的分类
MMPs根据其结构和底物特异性不同可分为5大类摘要:①间质胶原酶,包括MMP-1、-8、-13、-18,主要降解Ⅰ~Ⅲ型胶原及Ⅶ和Ⅹ型胶原,不能降解明胶、Ⅳ型和细胞外基质的其它蛋白成分。胶原酶以潜酶原方式合成。MMP-1(Mr=54×103)是成纤维细胞、巨噬细胞、上皮细胞等细胞来源的成纤维细胞型胶原酶。而MMP-8(Mr=75×103)是由中性白细胞合成分泌的中性白细胞胶原酶;②Ⅳ型胶原酶,也叫明胶酶,包括明胶酶A(MMP-2)和明胶酶B(MMP-9)。明胶酶具有降解变性Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原明胶的特异能力,也可切割天然Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅺ型胶原。对纤维结合素、弹性蛋白也有一定功能。MMP-9(Mr=92×103)是糖化蛋白酶,主要来源于中性白细胞和巨噬细胞。MMP-2(Mr=72×103)是非糖化蛋白酶,来源于许多结缔组织细胞;③基质溶解素,包括基质溶解素-1(MMP-3)、基质溶解素-2(MMP-10)和基质溶解素-3(MMP-7),有广泛的底物特性,可降解纤粘蛋白、层粘蛋白、弹性蛋白和糖蛋白的蛋白核心以及Ⅳ和Ⅸ型胶原等,另外还可去除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型原胶原N、C末端肽,起原胶原肽酶功能。基质溶解素的细胞来源和MMP-1相似;④膜型MMPs,包括MT1-MMP(MMP-14)、MT2-MMP(MMP-15)、MT3-MMP(MMP-16)以及近来分离命名的MT5-MMP。这种酶表达于细胞表面,除可直接降解基质,还对MMP-2和MMP-13有激活功能;⑤其它类,包括MMP-4、-5、-6、-20。这些未归类MMPs的功能较非凡,不能归类于其它MMPs。MMP-4被称为端肽酶,Mr为35×103,可从牙龈成纤维细胞培养液内分离。其功能是促进MMP-1接近胶原分子切割部位以加速胶原降解。MMP-5又叫3/4胶原肽链内切酶,Mr为54×103。具有胶原酶、明胶酶活性,可以继续降解MMP-1降解Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原所产生的天然3/4胶原片段。MMP-6适合pH=5.3的酸性环境,故被称为酸性金属蛋白酶。其细胞来源尚不清楚,Mr为55×103,可以消化软骨蛋白多糖。MMP-20在牙齿发育过程中表达,能够分解牙釉质蛋白。
3MMPs的激活
MMPs多数是以酶原形式分泌,其酶原体的胞外激活机制十分复杂且尚不完全清楚。胶原酶、明胶酶和基质溶解素的激活机制各不相同,现分述如下摘要:①胶原酶的激活摘要:血纤维蛋白溶解酶激活胶原酶原,使其Mr从55×103降为44×103,但酶活性较低。基质溶解素继续在Glu80-phe81位点切割使Mr进一步降为43×103,从而完全激活胶原酶,这时酶活性提高近10倍。②明胶酶的激活摘要:Mr为72×103的成纤维细胞明胶酶可被成纤维细胞参和的过程所激活。Seltzer等认为Integrin受体参和的信号传导途径参和Mr为72×103的明胶酶的激活。而Mr为95×103的明胶酶原可被血纤维蛋白溶解酶激活。另外有探究发现一些细胞因子也可激活明胶酶。③基质溶解素的激活摘要:基质溶解素可被结缔组织细胞通过依靠血纤维蛋白溶解酶原机制快速激活。此过程中血纤维蛋白溶解酶首先水解基质溶解素前肽,所产生的中间产物再进行自身催化切割而被激活。④MMPs之间的相互激活摘要:探究表明部分MMPs之间可相互激活。例如MT1-MMP可激活MMP-2和MMP-13,而MMP-3、MMP-10在MMP-1的激活中起重要功能,同时也可激活MMP-2。
4MMPs在骨改建中的功能
MMPs参和了全身组织的发育、改建以及疾病的病理过程。如胚胎发育、组织改建、创伤愈合、风湿性关节炎的关节破坏、牙周炎、肿瘤侵袭转移等。随着国内外学者对MMPs的探究日益深入,MMPs在骨胚胎发育、改建及病理过程中所起的关键功能引起人们的重视。
骨是一种非凡的结缔组织,由多种细胞和细胞间的骨基质组成。细胞成分为摘要:成骨细胞(Osteoblast)、骨细胞(Osteocyte)、破骨细胞(Osteoclast)。骨基质(bonematrix)主要成分为摘要:胶原纤维(约占90%,主要属于I型胶原)、蛋白多糖(Proteoglycan)和骨盐(Bonysalt)。骨改建是一个复杂的多步骤过程,多种细胞参和了此过程,其中破骨细胞和成骨细胞的功能最为关键。而成骨细胞和破骨细胞不仅依靠MMPs对骨基质成分的直接降解,而且需要MMPs参和介导成骨细胞对成熟破骨细胞的活化以及破骨细胞的迁移和贴附等过程。
4.1破骨细胞活化过程中MMPs的介导功能
成熟破骨细胞的活化是骨吸收的前提,而成骨细胞通过分泌MMPs来完成对破骨细胞的活化过程。其中,MMPs中的胶原酶发挥重要的介导功能。Holliday等[1]发现在胶原酶抑制剂存在条件下破骨细胞的骨吸收功能被明显抑制,而在半胱氨酸蛋白酶抑制剂或其它MMPs抑制剂存在条件下破骨细胞的骨吸收功能只能部分减弱。这表明邻近破骨细胞的基质细胞和成骨细胞通过释放大量胶原酶分解胶原产生胶原质片段从而激活破骨细胞的骨吸收功能。可见胶原酶不仅直接参和破骨细胞的骨吸收过程,而且是成骨细胞诱导破骨细胞骨吸收的中介因子之一。另外,PTH对骨吸收的诱导功能必须依靠胶原酶对I型胶原的裂解。Zhao等[2]的探究表明PTH直接功能于成骨细胞和基质细胞促进间质胶原酶转录和合成。从而间接促进破骨细胞的分化和骨吸收功能。Kusano等[3]认为IL-1、-6通过促进破骨细胞合成分泌MmPs来提高破骨细胞的骨吸收功能。
4.2破骨细胞迁移和贴附过程中MMPs的功能
探究表明MMPs也参和了被活化的破骨细胞向矿化骨表面的移行和贴附过程。Sato等[4]在兔破骨细胞中检测到高表达的MT1-MMP,而且MT1-MMP和相应于板状伪足和伪足小体(podosome)区域的基底膜反应。推测MT1-MMP和破骨细胞的迁移和贴附有关。另外Sato等[4]将纯化的破骨细胞分别培养于涂或未涂胶原的骨片上。在未涂胶原的骨片上MMPs抑制剂未能抑制骨陷窝的形成,而在涂有胶原的骨片上MMPs抑制剂有效的抑制了骨陷窝的形成。使用其它类的蛋白酶抑制剂没有出现这种现象。表明破骨细胞依靠于部分MMPs的活动以移行到骨吸收区域。可见,MMPs不仅直接参和骨基质降解,而且破骨细胞的迁移和贴附也依靠于部分MMPs的活动。当破骨细胞移行骨吸收区域,骨表面的类骨质需要成骨细胞和衬里细胞等细胞释放胶原酶分解,以使破骨细胞贴附于矿化骨表面行使骨吸收功能。这一点在肿瘤细胞对骨的侵袭时锚着于骨表面的过程中显得尤为重要。Ohishi等[5]在体外培养实验中发现和乳腺癌细胞H-31共同培养的成骨细胞所分泌的MMP-1明显增加。说明肿瘤细胞在诱导破骨细胞进行溶骨之前,必须动员成骨细胞合成分泌胶原酶以去除骨表面的类骨质。而在肿瘤转移时要突破的基底膜和细胞外基质中所包含的胶原也同样需要MMPs的降解。例如基底膜中的Ⅳ型胶原就需要明胶酶的特异分解。
4.3破骨细胞溶解吸收骨基质成分过程中MMPs功能
破骨细胞在贴附于矿化骨表面后分泌酸性物质溶解矿物质,并在破骨细胞和骨表面之间形成密闭腔隙,将一些酶类分泌于其中来降解骨基质中的其它成分。在这些酶中MMPs起关键功能。现已证实有多种MMPs参和了骨基质的吸收过程,包括MMP-1、-2、-3、-9、-10、-13[3]以及MT1-MMP[6]和MT2-MMP等。这些MMPs根据不同的底物特异性分解骨基质中包括胶原在内大部分蛋白成分。这一过程由MMPs单独完成或是和其它类蛋白酶共同完成。Sires等[7]探究表明MMPs在降解骨基质时和其它类蛋白酶有协调功能。例如胶原酶在降解Ⅹ型胶原时产生mr=32×103的片段,而这个片段不能继续被胶原酶以及其它类基质金属蛋白酶降解。但却能被破骨细胞来源的组蛋白B快速分解。这一点也可从破骨细胞分泌不同蛋白酶存在一定顺序的现象中得到证实。Everts等[8]探究表明摘要:在破骨细胞贴附于矿化骨表面后创造一个低pH值的吸收环境,在这个酸性环境中半胱氨酸蛋白酶首先发挥功能,降解部分骨蛋白。当pH值逐渐回升到中性时基质金属蛋白酶才开始行使其功能。
4.4MMPs在骨的胚胎发育中的功能
骨的胚胎发育过程以骨的快速形成为特征,而在新骨骨基质堆积前必须依靠成骨细胞、破骨细胞或其它细胞合成分泌MMPs,溶解吸收骨表面的软、硬组织以及陈旧的骨内基质,为新骨开辟空间。在骨形成活跃处可检测到有大量高活性的MMPs表达说明了这一点。Rice等[9]通过原位杂交观测到胚胎发育16d的小鼠颅骨中破骨细胞分泌大量MMP-9,而且集中于骨形成活跃的区域。推测MMP-9在骨的早期发育中占有重要功能。Gack等[10]通过原位杂交在14d的小鼠胚胎的各种发育骨中检测到MMP-1,非凡是在长骨中。这些MMP-1主要由骨形成活跃区域的肥大软骨细胞和成骨细胞分泌。推测MMP-1在胚胎发育阶段早期骨形成中发挥重要功能。
4.5MMPs的调节对骨改建的影响
在正常的骨改建过程中MMPs的基因表达、转录和活性受到多种因素调节而维持在正常水平。例如BMP-2、-4、-6在mRNA水平和蛋白质水平抑制MMP-13合成[11]。Delany[12]等发现由成骨细胞分泌的基质溶解素-3在成纤维细胞生长因子-2(FGF-2)短期功能下mRNA表达明显下降,基因转录并不受影响。而在FGF-2长期功能下基质溶解素-3的mRNA表达趋于稳定,基因转录却明显增加。TGF-β1通过抑制MMPs产生促使细胞外基质沉积。Mattot等[13]对小鼠胚胎发育的探究发现,在长骨和肋骨的肥大软骨细胞中或迁移到长骨骨形成区域的成骨细胞和内皮细胞中有胶原酶的转录积聚,而TIMP-2的基因转录要提前于胶原酶。提示TIMP-2不仅局限在转录后,而且在转录水平对其有调控功能。而在病理骨改建中对MMPs的调控功能的失调导致MMPs的过量表达。Rubin[14]等通过建立废用尺骨的动物模型探究胶原酶-1的表达,发现胶原酶-1在废用尺骨骨细胞中的表达明显高于正常尺骨。在对骨质疏松的探究中发现摘要:在骨质疏松小鼠的胫骨中破骨细胞释放的MMP-9较正常小鼠高约4倍。Bord[15]等发现在正常的新生肋骨中破骨细胞持续表达一定数量的TIMP-1,而在病理性骨和异位骨中破骨细胞不表达或表达很少的TIMP-1。这表明TIMP和MMPs之间的平衡影响骨的转换和改建过程。