范凱健，吳 菁，李 欽，王婷玉

(1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院藥劑科，上海 200011；2．上海市寶山區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院藥劑科，上海 201901)

關(guān)節(jié)炎是一種可累及全身各關(guān)節(jié)的炎癥性疾病，其表現(xiàn)為關(guān)節(jié)的紅腫熱痛、關(guān)節(jié)的畸形和功能障礙，甚至累及其它器官，進(jìn)而嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。關(guān)節(jié)炎的種類較多，其中較常見的是骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis, OA)和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)。關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機制尚不明確，但基本認(rèn)為主要受免疫系統(tǒng)和多種細(xì)胞因子影響。

關(guān)節(jié)炎病變一般始于滑膜組織，進(jìn)而侵襲關(guān)節(jié)軟骨和骨關(guān)節(jié)等組織。關(guān)節(jié)軟骨損傷被認(rèn)為是關(guān)節(jié)炎主要的病理特征。關(guān)節(jié)軟骨是覆蓋在關(guān)節(jié)內(nèi)骨表面的一層軟骨組織，主要由軟骨細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)組成。軟骨細(xì)胞是關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)唯一的細(xì)胞成分，有維持關(guān)節(jié)軟骨和ECM平衡的作用。ECM主要由組織液、Ⅱ型膠原(type II collagen, CII)和蛋白多糖組成。在生理狀況下，軟骨細(xì)胞在合成代謝和分解代謝之間保持平衡，并調(diào)節(jié)ECM功能的完整。然而，在關(guān)節(jié)炎中，這種平衡會被打破，軟骨細(xì)胞、滑膜細(xì)胞會產(chǎn)生多種導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨代謝平衡破壞的細(xì)胞因子。這些細(xì)胞因子會影響關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞的基因表達(dá)，促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)的分泌，從而抑制CⅡ和蛋白多糖的合成，促進(jìn)關(guān)節(jié)炎的進(jìn)程。

MMPs是一類廣泛存在于各種結(jié)締組織中，在ECM的降解過程中起重要作用的蛋白酶超家族。在關(guān)節(jié)炎中，MMPs的表達(dá)增加與關(guān)節(jié)炎的進(jìn)程有明顯的相關(guān)性，通過抑制MMPs的表達(dá)可以減緩其發(fā)展。如徐錦容等[1]發(fā)現(xiàn)，八肽膽囊收縮素(cholecystokinin octapeptide, CCK-8) 能下調(diào)TNF-α誘導(dǎo)的MMPs的基因表達(dá)，從而調(diào)控關(guān)節(jié)炎的發(fā)病進(jìn)程。此外，研究發(fā)現(xiàn)，MMP-13作為關(guān)節(jié)炎中的一種關(guān)鍵酶，會隨著疾病的進(jìn)展而表達(dá)增高，并不可逆地降解CⅡ，造成關(guān)節(jié)軟骨的破壞和炎癥的發(fā)生。MMP-13的表達(dá)受多種因素的影響，尤其是Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(Runt-related transcription factor 2, Runx2)。Runx2參與誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞的肥大，進(jìn)而促進(jìn)MMP-13的表達(dá)。表觀調(diào)控也是影響MMP-13表達(dá)的主要因素。MMP-13啟動子區(qū)域的低甲基化狀態(tài)會導(dǎo)致軟骨細(xì)胞肥大，但可以通過抑制組蛋白脫乙?；瘉斫档推浔磉_(dá)。

1 MMP-13的靶標(biāo)是CII

MMPs是由23個成員組成的蛋白酶家族，基于其結(jié)構(gòu)特征，可分為分泌型和膜穩(wěn)定型。其家族成員結(jié)構(gòu)相似，一般由5個功能不同的結(jié)構(gòu)域組成：① 疏水信號肽區(qū)；② 前肽區(qū)；③ 催化活性區(qū)；④ 富含脯氨酸的鉸鏈區(qū)；⑤ 羧基末端區(qū)。其中,酶催化活性區(qū)和前肽區(qū)具有高度保守性。

MMPs在正常人組織中很少表達(dá)，多出現(xiàn)在患者關(guān)節(jié)軟骨中。關(guān)節(jié)軟骨主要由ECM和軟骨細(xì)胞組成。ECM主要是由膠原纖維、蛋白多糖和水分組成，其中膠原纖維和蛋白多糖占20%～30%。在該基質(zhì)的結(jié)構(gòu)骨架中，主要是由CII組成的膠原纖維構(gòu)成。軟骨破壞是關(guān)節(jié)炎進(jìn)展中的關(guān)鍵過程，其特征是軟骨蛋白、蛋白多糖和CII的降解。雖然蛋白多糖的損失可以逆轉(zhuǎn)，但CII的降解是不可逆的，并且與MMPs的過度表達(dá)有關(guān)。

MMP-13是MMPs中尤其重要的一種，它的優(yōu)選底物是CII，且對CII的降解速度是Ⅰ型膠原的5倍，是Ⅲ型膠原的6倍。MMP-13能識別CII分子中特定的位點，與此結(jié)合干擾膠原的三重螺旋，并允許活性酶在CII催化結(jié)構(gòu)域中的Gly775-Leu776處依次切割膠原鏈[2]。迄今為止，已經(jīng)在CII中發(fā)現(xiàn)2個MMP-13的切割位點,其中一個是Gly775-Leu776，另一個是Gly778-Gln779[3]。Howes等[2]研究還發(fā)現(xiàn)，MMP-13不僅能在典型的MMPs切割位點結(jié)合，還能在位于肽II-8的較低親和力的位點結(jié)合CII，可見膠原殘基對MMP-13的識別也是至關(guān)重要的。他們還發(fā)現(xiàn)，MMP-13對肽II-44的識別主要是由血紅素結(jié)合蛋白樣結(jié)構(gòu)域(hemopexin-like domain, Hpx)介導(dǎo)，并且由P1-P5′或P9′-P14′的GLXGQR基序所確定。

2 MMP-13在關(guān)節(jié)軟骨和滑膜細(xì)胞中的調(diào)節(jié)

2.1MMP-13受細(xì)胞因子調(diào)節(jié)在關(guān)節(jié)炎中，軟骨損傷是其主要特征，它是由合成代謝和分解代謝的平衡破壞所導(dǎo)致。關(guān)節(jié)軟骨對環(huán)境和細(xì)胞因子的應(yīng)激非常敏感，過度負(fù)荷或炎性細(xì)胞因子的刺激都會誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，并激活MMP-13。在關(guān)節(jié)炎病變中，IL-1β和TNF-α被認(rèn)為是促炎因子中主要的參與者。在關(guān)節(jié)炎患者中，IL-1β和TNF-α在滑膜和軟骨中的表達(dá)明顯升高。IL-1β和TNF-α?xí)碳ぼ浌羌?xì)胞釋放MMPs：MMP-1、MMP-3、MMP-13。這3種MMPs是調(diào)節(jié)軟骨破壞的關(guān)鍵酶，尤其是MMP-13。IL-1β和TNF-α的促炎和分解代謝作用是通過激活多條信號通路來介導(dǎo)的，包括c-Jun N末端激酶通路、p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)通路、NF-κB通路，其中最重要的是NF-κB通路。NF-κB通路介導(dǎo)多種炎癥基因的表達(dá)，如編碼iNOS、COX-2和趨化因子等炎癥基因，這些都有助于誘導(dǎo)MMP-13的表達(dá)。除了IL-1β和TNF-α，近幾年研究還發(fā)現(xiàn)，IL-37也與MMP-13有著密切關(guān)系。van Geffen等[4]發(fā)現(xiàn)，IL-37由IL-1β誘導(dǎo)，但I(xiàn)L-37本身能減少IL-1β的產(chǎn)生，并降低IL-1β驅(qū)動的MMP-13的表達(dá)。

2.2MMP-13受Runx2調(diào)控Runx2是一種骨轉(zhuǎn)錄因子，在骨內(nèi)形成期間主要是使軟骨細(xì)胞肥大。在關(guān)節(jié)炎軟骨中，Runx2的參與會誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞肥大，進(jìn)而誘導(dǎo)MMP-13的表達(dá)。正常情況下，軟骨細(xì)胞保持穩(wěn)定的狀態(tài)，并且對肥大狀態(tài)具有抵抗性。然而，在關(guān)節(jié)炎期間，軟骨細(xì)胞會失去穩(wěn)定的狀態(tài)并增殖分化，從而導(dǎo)致MMP-13表達(dá)的增加。MMP-13是軟骨損傷的主要參與者，且在關(guān)節(jié)炎中表達(dá)明顯上調(diào)。Runx2先通過誘導(dǎo)X型膠原的表達(dá)，然后肥大軟骨細(xì)胞再誘導(dǎo)MMP-13的表達(dá)。Arumugam等[5]研究發(fā)現(xiàn)，Runx2的磷酸化對TGF-β1誘導(dǎo)的MMP-13啟動子的活化非常重要。一般來說，Runx2的磷酸化主要是依賴于細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)和p38 MAPK兩條通路，且Runx2的磷酸化是維持軟骨細(xì)胞中MMP-13表達(dá)所必需的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Runx2活性被組蛋白脫乙酰酶4(histone deacetylase 4, HDAC4)激活后，將導(dǎo)致軟骨細(xì)胞中MMP-13的表達(dá)降低[6]。此外，HDAC3也被證明能抑制ERK的磷酸化以及下游靶標(biāo)Runx2，從而導(dǎo)致軟骨細(xì)胞中的MMP-13活性受到抑制[7]。有研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠軟骨細(xì)胞中特異性敲除Runx2，能明顯抑制MMP-13的表達(dá)[8]。因此，Runx2被認(rèn)為是調(diào)控MMP-13的重要因素。

2.3MMP-13的表觀遺傳調(diào)控關(guān)節(jié)炎是一種常見的退行性疾病，雖然其具體機制尚不清楚，但遺傳改變被認(rèn)為是其病理學(xué)的關(guān)鍵因素之一。越來越多的證據(jù)表明，基因表達(dá)可以通過調(diào)控表觀遺傳信息進(jìn)行調(diào)控。在哺乳動物中，主要的表觀遺傳調(diào)控包括DNA甲基化、組蛋白修飾和microRNA調(diào)控[9]。

DNA甲基化是DNA化學(xué)修飾的一種形式，在不改變DNA序列的前提下，改變其遺傳表現(xiàn)，是一種外遺傳機制。DNA甲基化是使甲基添加到DNA分子上，從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。近十幾年來，研究人員研究了關(guān)節(jié)炎進(jìn)展期間個體基因DNA甲基化的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)Col10a1的啟動子通過其上調(diào)，在軟骨細(xì)胞肥大期間呈低甲基化狀態(tài)[10]。在關(guān)節(jié)炎組織中，MMP-13的啟動子區(qū)域內(nèi)的CpG位點呈低甲基化狀態(tài)，并且低甲基化狀態(tài)與軟骨細(xì)胞中MMP-13表達(dá)的增加有明顯的相關(guān)性[11]。在軟骨細(xì)胞的成熟過程中，多種轉(zhuǎn)錄因子的DNA甲基化狀態(tài)也會發(fā)生變化。這些轉(zhuǎn)錄因子的啟動子區(qū)域內(nèi)的DNA甲基化促進(jìn)了基因轉(zhuǎn)錄，進(jìn)一步激活下游信號分子，并最終導(dǎo)致軟骨細(xì)胞肥大和軟骨破壞[12]。

與DNA甲基化密切聯(lián)系的是組蛋白修飾。組蛋白修飾是指組蛋白在相關(guān)酶的作用下發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾的過程。最近的研究表明，組蛋白乙?；兔撘阴；峭ㄟ^影響軟骨細(xì)胞的合成代謝和分解代謝來參與關(guān)節(jié)炎的發(fā)病過程。組蛋白乙?；撬蓜覦NA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵步驟，促使調(diào)節(jié)因子進(jìn)入轉(zhuǎn)錄過程并開啟隨后的基因表達(dá)，而脫乙酰化被認(rèn)為是基因表達(dá)的抑制。在關(guān)節(jié)炎患者中，有研究者發(fā)現(xiàn)，組蛋白脫乙酰酶7(HDAC7)通過誘導(dǎo)MMP-13的表達(dá)，促進(jìn)軟骨的破壞。且在體外，抑制HDAC7會導(dǎo)致炎癥因子誘導(dǎo)的MMP-13表達(dá)降低[13]。

微小RNA(microRNA, miRNA)是一種內(nèi)源性非編碼RNA，它們通過結(jié)合靶信使RNA(messenger RNA, mRNA)的非翻譯區(qū)來調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。miRNA在RNA的穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)負(fù)調(diào)控表達(dá)中起著非常重要的作用。至今已發(fā)現(xiàn)多種相關(guān)miRNA，如miRNA-140。Miyaki等[14]發(fā)現(xiàn)，miRNA-140可以調(diào)節(jié)軟骨發(fā)育，并且其下調(diào)會促進(jìn)軟骨的退化。IL-1β和TNF-α等促炎細(xì)胞因子可以在軟骨細(xì)胞中誘導(dǎo)MMP-13的表達(dá)。Liang等[15]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-140和MMP-13在IL-1β刺激的C28/I2細(xì)胞中上調(diào)，且通過熒光素酶報告基因測定和抗miRNA寡核苷酸轉(zhuǎn)染發(fā)現(xiàn)，miRNA-140抑制MMP-13的表達(dá)，并且是由轉(zhuǎn)錄后基因沉默(post-transcriptional gene silencing, PTGS)機制所介導(dǎo)的。

3 MMP-13是關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的分子靶標(biāo)

MMPs在ECM的降解中發(fā)揮著重要的作用。在關(guān)節(jié)炎中，許多MMPs，包括MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-13等，都在關(guān)節(jié)軟骨中表達(dá)。在各種MMPs中，MMP-13對膠原蛋白降解最為重要。MMP-13在胚胎初期的軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞中表達(dá)，被認(rèn)為參與了軟骨內(nèi)骨化和骨重塑。MMP-13過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠會產(chǎn)生自發(fā)的關(guān)節(jié)軟骨破壞，而MMP-13敲除的小鼠則會在軟骨內(nèi)骨化出現(xiàn)明顯缺陷。這些發(fā)現(xiàn)都說明軟骨降解的關(guān)鍵酶MMP-13，是關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展過程的分子靶標(biāo)。因此，設(shè)計和合成針對MMP-13的靶向藥物治療關(guān)節(jié)炎是當(dāng)今比較熱門的研究方向。

MMP-13的結(jié)構(gòu)由前結(jié)構(gòu)域、催化結(jié)構(gòu)域、鉸鏈區(qū)和血液凝集素結(jié)構(gòu)域組成。MMP-13在催化結(jié)構(gòu)域中具有保守的活性位點基序，但S1′環(huán)區(qū)除外。已經(jīng)有人提出，MMP-13的長環(huán)大小是MMP-13抑制劑選擇性結(jié)合的決定因素。大多數(shù)傳統(tǒng)的鋅結(jié)合抑制劑(zinc binding inhibitors, ZBIs)占據(jù)具有芳基疏水結(jié)構(gòu)的S1′位點，但不與S1′殘基接觸，表明抑制效力是與鋅結(jié)合基團(tuán)(zinc binding groups, ZBG)相關(guān)。ZBIs，特別是異羥肟酸鹽，隨著劑量遞增副作用明顯加大。為了克服與經(jīng)典MMPs抑制劑的選擇性和毒性相關(guān)問題，研究者現(xiàn)開始研究這兩個方向：① 用較小效力和更有選擇性的ZBG; ② 以二級結(jié)合位點作為靶點[16]。后者產(chǎn)生了新型非鋅結(jié)合抑制劑(non-zinc-based inhibitors, NZBIs)的設(shè)計思路。MMPs在活性位點以外的S1′環(huán)區(qū)中具有明顯的差異，特別是MMP-13具有大的S1′環(huán)區(qū)。這些結(jié)構(gòu)特征已經(jīng)被用來發(fā)現(xiàn)了許多有效和選擇性的MMP-13抑制劑。雖然開發(fā)鋅結(jié)合選擇性MMP-13抑制劑相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，但可以通過微調(diào)P1′片段與S1′亞位的深度結(jié)合合適的ZBG，來實現(xiàn)良好的MMP-13選擇性，如AZD6605[17]。

NZBIs由于缺乏特定性，可以更好地探索特異性位點中可能的作用。另一方面，非鋅結(jié)合選擇性MMP-13抑制劑預(yù)期可以保護(hù)軟骨免受肌肉骨骼綜合癥的影響。研究人員通過動力學(xué)模擬分析發(fā)現(xiàn)，S1′區(qū)域的構(gòu)象變化與NZBIs的活動無關(guān)，主要是與特異性環(huán)殘基的結(jié)合來顯示其效力和選擇性。目前，許多NZBIs都已被開發(fā)。如2014年，Nara等[18]通過高通量篩選MMP-13抑制劑發(fā)現(xiàn)，化合物PDB顯示高效力和高選擇性。NZBIs在結(jié)構(gòu)上非常相似，因此，研究人員將會以MMP-13結(jié)構(gòu)模板為高性能模型，通過不斷摸索，篩選出更高效的MMP-13抑制劑。

4 MMP-13在各種關(guān)節(jié)炎中的作用

4.1MMP-13在OA中的作用OA是一種關(guān)節(jié)退行性疾病，目前沒有明確的治療方法可以延緩其進(jìn)程。OA的主要病理特征包括關(guān)節(jié)軟骨的進(jìn)行性缺失、關(guān)節(jié)周圍和軟骨下骨的退化。而關(guān)節(jié)軟骨在OA的研究中受到最多的關(guān)注，因為OA中最主要的病理特征就是關(guān)節(jié)軟骨的損傷。其中，MMP-13是靶向降解軟骨的主要酶。臨床研究發(fā)現(xiàn)，MMP-13在軟骨破壞的患者中表達(dá)含量明顯增高。還有研究發(fā)現(xiàn)，MMP-13基因全敲除可以預(yù)防關(guān)節(jié)軟骨的損壞[19]。上調(diào)MMP-13可以影響軟骨的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，引起關(guān)節(jié)疾病，下調(diào)MMP-13則可以達(dá)到治療OA的作用。Bouaziz等[20]研究發(fā)現(xiàn)，低氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α)通過下調(diào)Wnt /β-連環(huán)蛋白信號，降低MMP-13的表達(dá)，從而防止軟骨細(xì)胞的分解代謝和軟骨損失。因此，MMP-13對于OA的病情發(fā)展至關(guān)重要，研發(fā)抑制MMP-13的藥物可能是減慢OA關(guān)節(jié)軟骨破壞的有效策略。

MMP-13的選擇性抑制劑是最近幾年研究的熱點。De Savi等[17]在2013年研究發(fā)現(xiàn)了一種新的MMP-13選擇性抑制劑AZD6605。它具有良好的物理學(xué)參數(shù)和優(yōu)異的藥物動力學(xué)參數(shù)，對豚鼠的OA顯示出明顯的抑制作用，而且毒性實驗中也顯示出極好的安全性。由于其良好的活性和選擇性，AZD6605已經(jīng)被阿斯利康作為治療OA的候選藥物。Nara等[18]研究也發(fā)現(xiàn)了一種新的抑制劑喹唑啉-2-甲酰胺，它在實驗動物上顯示較低的生物利用度，但其鈉鹽表現(xiàn)出較好的生物利用度，并能有效地抑制OA的軟骨退化，因此作為治療OA的候選藥物。除此之外，吡啶亞胺四唑衍生物、吡唑-吲哚衍生物、吡唑并嘧啶衍生物等都具有良好的體外和體內(nèi)活性，具有進(jìn)一步開發(fā)為治療OA藥物的潛力[21]。

4.2MMP-13在RA中的作用RA是一種慢性、進(jìn)行性的自身免疫系統(tǒng)疾病，其病理特征主要是滑膜長期慢性炎癥，進(jìn)而造成軟骨以及骨關(guān)節(jié)破壞。關(guān)節(jié)軟骨被蛋白水解酶降解是RA的主要特點，其中MMP-13起著重要的作用，且與RA的活動性和預(yù)后有關(guān)。Singh等[22]發(fā)現(xiàn)，MMP-13促進(jìn)K/BxN血清誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型中的炎癥反應(yīng)和關(guān)節(jié)破壞。在該項研究中，作者使用了MMP-13-/-小鼠，發(fā)現(xiàn)MMP-13缺失會減緩小鼠的關(guān)節(jié)炎進(jìn)展。他們的研究還發(fā)現(xiàn)，MMP-13上調(diào)炎癥反應(yīng)與促進(jìn)軟骨破壞有直接關(guān)系。因此，抑制MMP-13的藥物可能是治療RA的有效方式。Lin等[23]研究發(fā)現(xiàn)，15-脫氧-Δ(12,14)-前列腺素-J2和曲格列酮可以通過調(diào)節(jié)NF-κB通路信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，減弱成纖維樣滑膜細(xì)胞中TNF-α誘導(dǎo)的MMP-13的表達(dá)。Julovi等[24]研究發(fā)現(xiàn)，透明質(zhì)酸可能通過抑制RA軟骨細(xì)胞內(nèi)的p38 MAPK信號通路，進(jìn)而抑制IL-1β誘導(dǎo)的MMP-13表達(dá)，從而抑制RA。Jüngel等[25]研究發(fā)現(xiàn)，MMP-13抑制劑能明顯改善RA中對軟骨和關(guān)節(jié)破壞的影響。在該實驗中，研究人員分析了MMP-13抑制劑對3種RA動物模型的抗破壞作用，發(fā)現(xiàn)MMP-13抑制劑在破壞性模型中有效，而在炎癥模型中無效。

4.3MMP-13在其他類型關(guān)節(jié)炎中的作用MMP-13不止在OA和RA中具有重要的作用，在其他類型的關(guān)節(jié)炎中也是如此，比如顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(temporomandibular joint osteoarthritis, TMJ-OA)。TMJ-OA是成人中常見的退行性疾病，其特征是關(guān)節(jié)軟骨的進(jìn)行性破壞。MMP-13主要在軟骨細(xì)胞中合成，并被認(rèn)為是TMJ-OA關(guān)節(jié)軟骨中ECM降解的主要原因。MMP-13不僅降解膠原蛋白，還可降解非膠原基質(zhì)蛋白(如蛋白聚糖)。Hamamura等[26]研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致軟骨細(xì)胞中MMP-13 mRNA的轉(zhuǎn)錄上調(diào)，并進(jìn)一步通過p38 MAPK的活化，促進(jìn)TMJ-OA的炎癥反應(yīng)。Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，β-連環(huán)蛋白的活化造成Runx2的表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而促進(jìn)軟骨組織中MMP-13的表達(dá)，導(dǎo)致TMJ-OA軟骨的退行性損壞。

除了TMJ-OA，研究人員還發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌性關(guān)節(jié)炎的炎癥期間也會產(chǎn)生大量的MMPs。雖然MMP-13在OA和RA患者的關(guān)節(jié)軟骨中分泌，參與關(guān)節(jié)和軟骨的破壞，但MMP-13參與細(xì)菌性關(guān)節(jié)炎尚未得到肯定。Sakurai等[28]發(fā)現(xiàn)，A型鏈球菌(group A streptococcus, GAS)感染軟骨細(xì)胞，會導(dǎo)致MMP-13表達(dá)增加和ECM降解。因此，細(xì)菌感染產(chǎn)生的MMP-13可能有助于細(xì)菌性關(guān)節(jié)軟骨的破壞。他們隨后通過體外黏附和侵襲測定發(fā)現(xiàn)，GAS的侵襲性感染通過產(chǎn)生MMP-13，誘導(dǎo)ECM的降解。通過蛋白質(zhì)印跡分析還發(fā)現(xiàn)，GAS感染通過激活c-Jun N末端激酶和AP-1轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞中MMP-13的表達(dá)。因此，MMP-13是GAS誘導(dǎo)細(xì)菌性關(guān)節(jié)炎ECM降解的重要媒介。

5 總結(jié)與展望

關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機制非常復(fù)雜，它是多種免疫細(xì)胞和炎性因子相互影響的結(jié)果。炎性因子會上調(diào)MMP-13，促進(jìn)軟骨的退化，而軟骨的破壞又會進(jìn)一步促進(jìn)炎性因子的釋放。因此，抑制MMP-13的表達(dá)是減輕關(guān)節(jié)炎癥狀的有效方式。由于非選擇性MMP-13抑制劑會出現(xiàn)多種不良反應(yīng)，研究人員更傾向于開發(fā)針對性強的選擇性MMP-13抑制劑。他們可以根據(jù)MMP-13結(jié)構(gòu)域中相關(guān)的催化位點，再通過高通量的計算來篩選合適的藥物，目前相關(guān)的研究工作正在進(jìn)行中。此外，通過表觀調(diào)控下調(diào)MMP-13的表達(dá)也是一個研究的熱點。研究人員發(fā)現(xiàn)，MMP-13啟動子區(qū)域內(nèi)的CpG低甲基化狀態(tài)與MMP-13表達(dá)的增加有明顯的相關(guān)性，而乙酰化則可以抑制其表達(dá)。目前，已經(jīng)有多種HDAC抑制劑被應(yīng)用于關(guān)節(jié)炎的治療，且副作用較小。但HDAC抑制劑針對的是整個基因組，而不是特定的基因。因此，我們可以針對特定的基因來篩選抑制劑，從而增強其靶向性和穩(wěn)定性。綜上，MMP-13在軟骨重塑及關(guān)節(jié)炎中起著舉足輕重的作用，由于MMP-13的表達(dá)受多種因素影響，我們可以深入研究相關(guān)分子機制，開發(fā)出更高效的MMP-13選擇性抑制劑，以提高藥物特異性并降低不良反應(yīng)，從而預(yù)防和治療各種關(guān)節(jié)炎。

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