基质金属蛋白酶（MMPs）：癌症侵袭和转移的主要驱动者

前 言：

基质金属蛋白酶（MMPs）是锌依赖性内肽酶，降解细胞外基质（ECM）中的蛋白质。MMPs具有双重作用，健康状态对组织重塑、伤口愈合和维持ECM完整性等具有重要作用， MMPs异常表达会导致组织损伤和疾病恶化。MMPs在许多疾病（如癌症、心血管疾病和炎症性疾病等）诊断、治疗和预后评估中具有重要作用，已成为药物研发的重要靶点。作为重组技术的全球领导者，义翘神州提供全面的MMPs重组蛋白和相关抗体产品，包括MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-10、MMP-12、MMP-19和MMP-26。

MMPs概述：

基质金属蛋白酶（MMPs）是一个大家族，因其需要Ca、Zn等金属离子作为辅助因子而得名。目前MMPs家族已分离鉴别出26个成员，编号分别为MMP1-26。根据作用底物以及片断同源性分为6类：胶原酶（MMP-1、MMP-8、MMP-13）、明胶酶（MMP-2、MMP-9）、溶血素（MMP-3、MMP-10、MMP-11）、膜型MMPs（MT MMPs）和其他MMP。Ⅳ型胶原酶是其中重要的一类，主要有两种形式，一种被糖化即MMP-9，另一种非糖化即MMP-2。当前对MMP-2、MMP-9的研究较深入。

MMP家族有一个共同的核心结构。典型的MMPs由大约80个氨基酸的前肽、170个氨基酸的金属蛋白酶催化结构域、可变长度的连接肽或铰链区和约200个氨基酸的血红素蛋白结构域组成。不同类型的MMP具有不同于典型MMP的特定结构特征。MMPs中的这些不同结构域、模块和基序参与与其他分子的相互作用，从而影响或决定MMP活性、底物特异性、细胞和组织定位。

MMP体内活性受到多个水平控制。这些酶通常以极低的量表达，其转录受到细胞因子和生长因子（如IL-1、IL-4、IL-6）、转化生长因子（EGF、HGF、TGFβ）的正向或负向严格调控。转录后，MMP活性受到位于新合成酶的N末端的前肽所赋予的潜伏期的限制，可能通过前结构域的构象变化或蛋白水解去除而发生。

MMPs在肿瘤治疗的应用：

作为多种疾病的潜在治疗靶点，MMPs引起了研究人员的极大关注。例如，MMP-2和MMP-9在促进癌症转移和侵袭方面具有重要作用。这些蛋白酶是细胞外基质降解的关键因素，已成为抗癌药物开发的重要靶点。MMPs还与心血管疾病有关，聚焦于通过干预来调节其活性，从而预防或治疗动脉粥样硬化和动脉瘤等疾病。此外，由于MMPs在组织破坏和炎症中发挥着关键作用，这些酶还参与炎症性疾病发展（如类风湿性关节炎）。

目前，FDA尚未批准任何靶向MMPs的特效药物，研究人员正在开展从实验室到临床的各项研究。针对各种疾病的MMPs抑制剂发展迅速，特别是MMP-2和MMP-9，广泛用于癌症治疗的临床研究，有望用于治疗转移性恶性肿瘤。MMP-3是另外一个研究重点，可用于关节炎和关节相关疾病的治疗，其他MMPs在炎症和癌症中的作用也正在研究之中。此外，靶向MMP-1、MMP-3、MMP-8和MMP-12的研究主要针对自身免疫性疾病，MMP-2、MMP-9、MMP-12和MMP-13与心血管疾病的临床研究密切相关，MMP-7、MMP-9和MMP-12等靶点推动了许多纤维化和哮喘相关的临床研究。

MMPs在研究中的应用：

研究人员利用重组蛋白探索MMPs在各种疾病研究（如癌症、关节炎和心血管疾病研究等）中的作用。例如，Trang团队利用异二聚体盘卷结构域掩蔽抗体结合结构域，该结构域可被MMP-2和MMP-9选择性激活。结果表明，利用重组人MMP-2（货号：10082-HNAH，义翘神州）与CC2B-hBU12共同孵育，裂解掩膜能够恢复抗体结合，从而提高癌症治疗的特异性和疗效，同时减少细胞因子释放，改善抗体半衰期。Li等人用未破裂颅内动脉瘤（UIA）患者的粪便处理小鼠，明胶酶谱法（含有MMP-9（货号：10327-HNAH，义翘神州）和MMP-2（货号：10082-HNAH，义翘神州）），结果发现其会诱导脑动脉中MMP-9活性。Lei团队开发一种新型的FRET-肽微阵列方法，通过MMP-2（货号：10082-HNAH，义翘神州）、MMP-3（货号：10467-HNAE，义翘神州）、MMP-9（货号：10327-HNAH，义翘神州）等建立高灵敏度的检测方法，以用来分析甲状腺乳头状癌（PTC）和甲状腺结节（TN）患者临床组织样本中的MMPs的活性。Lee团队以重组人MMP-8（货号：10254-HNAH，义翘神州）为阳性对照，利用蛋白类生物标记物建立了牙周炎诊断模型。Saddiqi团队研究发现，重组MMP-9（货号：80049-R08H，义翘神州）能够抑制糖尿病肾病中的SDF-1/CXCR4信号传导，进一步证实了MMP-9在糖尿病肾病中的重要作用。

MMPs重组蛋白应用

裂解抗体

使用重组人MMP-2（货号：10082-HNAH，义翘神州）裂解CC2B抗体，结果发现有限的蛋白水解可对抗体结合产生较大影响。Doi: 10.1038/s41587-019-0135-x

明胶酶谱法

基质金属蛋白酶（MMP）明胶酶谱法（gelatin-zymography）含有MMP-9（货号：10327-HNAH，义翘神州）和MMP-2（货号：10082-HNAH，义翘神州），结果显示用UIA患者粪便处理后会诱导脑动脉中MMP-9的活性。Doi: 10.1038/s41467-020-16990-3

活性检测

基于FRET肽微阵列的MEF检测方法的检测限(LOD)和线性范围汇总，其中MMP-2（货号：10082-HNAH）、MMP-3（货号：10467-HNAE）和MMP-9（货号：10327-HNAH）购自义翘神州。Doi: 10.1021/acs.analchem.7b01037

磷酸化研究

重组MMP-9（货号：80049-R08H，义翘神州）在NRK-52E细胞中的作用。A：重组MMP-9对CXCR4磷酸化的影响。B：重组MMP-9预孵育对高糖培养的NRK-52E细胞中SDF-1诱导的Akt磷酸化的影响。Doi: org/10.1210/en.2014-1650

【参考文献】

1. Trang, V. H. et al. A coiled-coil masking domain for selective activation of therapeutic antibodies. Nat Biotechnol, 2019

2. Li, H. et al. Alterations of gut microbiota contribute to the progression of unruptured intracranial aneurysms. Nat Commun, 2020

3. Lei, Z.et al. Peptide microarray-based metal enhanced fluorescence assay for multiple profiling of matrix metalloproteinases activities. Analytical Chemistry, 2017

4. Siddiqi, F. S. et al. CXCR4 promotes renal tubular cell survival in male diabetic rats: Implications for ligand inactivation in the human kidney. Endocrinology (United States), 2015