MMP9,也称为基质金属蛋白酶9,是一种重要的锌依赖性内肽酶,属于基质金属蛋白酶(MMP)家族。MMPs可以降解几乎所有的细胞外基质(ECM)成分,参与多种生物学过程,包括细胞迁移、侵袭、凋亡、血管生成、肿瘤生长和转移等。MMP9在多种疾病中发挥重要作用,包括乳腺癌、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、压疮、黑色素瘤、神经母细胞瘤和胃癌等。
MMP9基因的启动子区域和内含子区域存在多个单核苷酸多态性(SNPs)。研究表明,MMP9 -1562C/T多态性与多种疾病的易感性相关。例如,在乳腺癌中,MMP9 -1562T等位基因与乳腺癌风险增加相关[4]。在COPD中,MMP9 -1562T等位基因与COPD的发病和严重程度相关,并且与吸烟存在基因-环境交互作用[3]。此外,MMP9 -1562T等位基因还与反复自然流产(RSA)的风险增加相关[1]。
MMP9的表达受表观遗传调控,包括DNA甲基化和组蛋白修饰。在乳腺癌中,MMP9基因的启动子和内含子区域存在DNA甲基化和组蛋白修饰,这些表观遗传修饰可以影响MMP9的表达[2]。在黑色素瘤中,MMP9基因的内含子区域存在DNA高甲基化,与MMP9的过表达相关[6]。此外,MMP9基因的3'非翻译区(3'UTR)存在一个功能性SNP rs1056629,该SNP可以破坏MMP9与miR-491的结合,导致MMP9表达上调,从而增加压疮的风险[5]。
MMP9的表达还可以受到转录因子和信号通路的调控。例如,NF-κB信号通路可以上调MMP9的表达,促进肿瘤细胞的侵袭和转移。研究显示,通过设计一种基因沉默剂pyrrole-imidazole polyamide(HN.49),可以靶向抑制MMP9 NF-κB结合位点,从而抑制人骨肉瘤细胞的迁移和侵袭[7]。
综上所述,MMP9是一种重要的MMP家族成员,参与多种生物学过程和疾病的发生发展。MMP9的表达受多种因素调控,包括基因多态性、表观遗传修饰、转录因子和信号通路等。MMP9的研究有助于深入理解MMPs在疾病发生发展中的作用机制,为疾病的诊断和治疗提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Yan, Yang, Fang, Lanlan, Li, Yuxi, Cheng, Jung-Chien, Sun, Ying-Pu. 2020. Association of MMP2 and MMP9 gene polymorphisms with the recurrent spontaneous abortion: A meta-analysis. In Gene, 767, 145173. doi:10.1016/j.gene.2020.145173. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33007375/
2. Klassen, Liliane M B, Chequin, Andressa, Manica, Graciele C M, de Souza, Emanuel M, Klassen, Giseli. 2017. MMP9 gene expression regulation by intragenic epigenetic modifications in breast cancer. In Gene, 642, 461-466. doi:10.1016/j.gene.2017.11.054. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29162512/
3. Stankovic, Marija, Kojic, Snezana, Djordjevic, Valentina, Mitic-Milikic, Marija, Radojkovic, Dragica. 2016. Gene-environment interaction between the MMP9 C-1562T promoter variant and cigarette smoke in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. In Environmental and molecular mutagenesis, 57, 447-54. doi:10.1002/em.22025. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27270564/
4. Wang, Kai, Zhou, Yi, Li, Gang, Wang, Jin, Zhao, Xinhan. 2018. MMP8 and MMP9 gene polymorphisms were associated with breast cancer risk in a Chinese Han population. In Scientific reports, 8, 13422. doi:10.1038/s41598-018-31664-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30194384/
5. Yang, Rui, Han, Li, Zeng, Xiantie. 2018. A functional polymorphism at miR‑491‑5p binding site in the 3'UTR of MMP9 gene confers increased risk for pressure ulcers after hip fracture. In Oncology reports, 39, 2695-2702. doi:10.3892/or.2018.6338. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29620239/
6. Falzone, Luca, Salemi, Rossella, Travali, Salvatore, Candido, Saverio, Libra, Massimo. . MMP-9 overexpression is associated with intragenic hypermethylation of MMP9 gene in melanoma. In Aging, 8, 933-44. doi:10.18632/aging.100951. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27115178/
7. Kojima, Toshio, Wang, Xiaofei, Fujiwara, Kyoko, Tokuhashi, Yasuaki, Nagase, Hiroki. . Inhibition of human osteosarcoma cell migration and invasion by a gene silencer, pyrrole-imidazole polyamide, targeted at the human MMP9 NF-κB binding site. In Biological & pharmaceutical bulletin, 37, 1460-5. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25177029/