MMP-2、MMP-9及抑制物TIMP-1在妊娠期糖尿病母体血清及脐血中的表达差异

孙亚楠 贾晓鹏 史建萍 蔡玉茹

·论著·

MMP-2、MMP-9及抑制物TIMP-1在妊娠期糖尿病母体血清及脐血中的表达差异

孙亚楠 贾晓鹏 史建萍 蔡玉茹

目的测定妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)患者血清及脐血中基质金属蛋白酶-2、9(MMP-2、9)及基质金属蛋白酶抑制因子-1 (TIMP-1)的水平,探讨其在GDM发病中的作用机制。方法收集于解放军白求恩国际和平医院妇产科就诊的部分孕妇，其中诊断为GDM患者40例，正常患者40例为对照组,采用ELISA方法检测外周血清中MMP-2、9和其抑制物TIMP-1的水平,对比是否存在差异。结果母血清中： GDM组中MMP-2、MMP-9水平高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),而TIMP-1水平低于对照组(P<0.05)；GDM组外周血中MMP-9/TIMP-1值高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。外周血中的MMP-9与TIMP-1在GDM组及正常组均呈负相关(r=-0.409,P<0.05；r=-0.316,P<0.05)。脐血中：MMP-9、MMP-2、TIMP-1和MMP-9/TIMP-1在GDM组中与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。结论MMP-2、MMP-9和TIMP-1可作为临床早期诊断GDM的指标，对临床综合治疗有积极的指导意义。

妊娠期糖尿病；基质金属蛋白酶及抑制物；外周血清；脐血；血管病变

妊娠期糖尿病 (gestational diabetes mellitus，GDM)是糖尿病的一种特殊类型，是威胁孕产妇及新生儿健康的常见妊娠期并发症，可引起一系列妊娠期病理疾病，如妊娠期高血压疾病、巨大胎儿、新生儿呼吸窘迫，宫内窒息、死产、新生儿低血糖等，在我国，GDM发生率可占到5%左右，但其确切病因及发病机制至今尚不明确[1]。基质金属蛋白酶家族与胰岛素抵抗、糖尿病相关，本研究通过检测妊娠期糖尿病母体血清和脐血内MMP-2、MMP-9及抑制物TIMP-1的水平差异，就GDM可能发生的机制进行探讨，同时因GDM引起的血管病变做一探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2011年3月至2013年9月于解放军白求恩国际和平医院就诊的接受北京军区不孕不育中心集中诊治后怀孕的部分孕妇，所选病例均无其他产科并发症，孕前无糖尿病史，GDM 产妇40例，平均年龄(28±5) 岁；平均孕周(37±4)周，平均孕前体重指数(BMI)(22±5)kg/m2；平均产前BMI(30±4)kg/m2，GDM诊断标准参照《妇产科学》[1]。选择同期正常患者40例为对照组。GDM组年龄、孕周、孕前BMI、BMI、新生儿体重、新生儿性别比与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

组别年龄(岁)孕周(周)孕前BMI(kg/m2)产前BMI(kg/m2)新生儿体重(kg)GDM组28±537．2±3．522±530±44±6对照组27±439．1±1．822±528±44±4

1.2 标本采集与处理 所有纳入的病例均于未临产前抽取其肘静脉血3 ml,所有样本在室温静置1 h后,3 000 r/min离心10 min,取血清分装后置-80℃冰箱保存。所有病例均在分娩后断脐立即采集脐静脉血5 ml，同法，室温静置1 h后,3 000 r/min离心10 min,取血清分装后置-80℃冰箱保存。均采用酶联免疫吸附试剂(ELISA)测定MMP-2、MMP-9及抑制物TIMP-1检测，试剂盒购自美国R&D公司，批内差异< 5%，所有实验操作均按照说明书进行。

2 结果

GDM组母血清中MMP-2、MMP-9的水平均明显高于对照组(P<0.05)，而抑制物TIMP-1水平均低于对照组(P<0.05)，GDM组外周血中MMP-9/TIMP-1值高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。MMP-9与TIMP-1亦呈负相关(r=-0.309,P<0.05)。脐血中：MMP-9、MMP-2、TIMP-1和MMP-9/TIMP-1在GDM组中与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、3。

3 讨论

GDM是指妊娠期发生或首次发现的不同程度糖耐量异常,包括孕前已存在但未被认识及产后延续发展的2型糖尿病。属于糖尿病的一种特殊类型,随着我国人民生活方式的改变，孕妇中肥胖的发病率不断升高，同时，因为重视了妊娠期 GDM 筛查和诊断，使得GDM 的发生率逐年升高[2]，已经成为威胁孕妇和新生儿的主要产科并发症之一，可导致早产、自然流产、巨大胎儿、妊娠期高血压疾病、羊水过多、酮症酸中毒、高渗性昏迷等多种严重并发症，但是其发病机制尚不清楚。

表2 2组孕妇血清MMP-2、MMP-9及抑制物TIMP-1的表达

注：与对照组比较，*P<0.05

表3 2组孕妇脐血中MMP-2、MMP-9及抑制物TIMP-1的表达

基质金属蛋白酶(matrix metallo proteinases,MMPs)是一组水解细胞外间质(ECM)中多种成分(如胶原,纤维连接蛋白,蛋白多糖,层粘连蛋白等)[3]的蛋白酶,由于其活性的产生依赖于Zn2+、Ca2+或Mg2+等金属离子,因此称之为金属蛋白酶。基质金属蛋白酶抑制剂(Tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMPs)家族是一个多基因家族的编码蛋白,是MMPs的特异性抑制物,在ECM代谢调节中是与MMPs对应的负调节产物,常由分泌MMPs的同一细胞合成,与活化状态的MMPs结合稳定且不可逆。目前已发现的TIMPs主要有4种,即TIMP-1、2、3、4，它们具有抑制MMPs活性的共性,但在表达模式等方面各有特征[4]。研究发现MMPs家族是细胞外间质降解调节者最重要的机制，其参与了体内许多生理和病理过程[5]。在糖尿病的发病机制中，MMPs家族控制了包括细胞凋亡，血管再生一系列的细胞基础功能，糖尿病体内环境刺激了MMPs系统增生，从而参与了一系列糖尿病病变，包括视网膜病变、神经病变、神经病变等[6]。特别是在2型糖尿病大血管病变患者血清中MMP-2、MMP-9的水平明显升高,提示了MMP-2、9对于糖尿病的血管病变起到重要作用等[7]。Zayani等[8]研究证实，MMPs/TIMPs家族造成了糖尿病患者特殊的体内微环境，从而导致了糖尿病发病。进一步研究证实，MMPs/TIMPs家族通过血管再生及血管扩张机制参与了妊娠期糖尿病的发病机制，并通过影响胰岛素/胰岛素生长因子轴最终导致高血糖的发生。特别是在模拟妊娠期糖尿病小鼠模型中，检测到MMP-2和MMP-9 促进了细胞凋亡，同时促进新血管形成[6]。

澳大利亚学者2005年发表1 000例GDM患者，进行前瞻性、随机对照研究表明，经过临床干预治疗的490例GDM者其巨大儿、剖宫产率等并发症发生率明显低于不进行治疗的510例GDM[9]。这说明有效的临床干预可以降低GDM产科并发症的产生。虽然GDM是糖尿病的一种特殊类型,大部分GDM孕妇产后可以恢复正常的糖代谢,但有GDM史的女性是日后发展成2型糖尿病的高危人群,所以在预防糖尿病的措施中,其中将有GDM病史的女性视为关注的重要人群之一。因此,识别预测GDM发展形成2型DM的相关因素,并进行早期干预,对降低或延迟GDM女性将来发展形成2型糖尿病具有重要的意义。本研究通过测定了正常妊娠组、GDM中血清及脐血中均有MMP-2、MMP-9和TIMP1表达，且MMP-2、MMP-9和TIMP1在GDM组外周血中的表达明显高于正常组，这一点对于我们妊娠期糖尿病的临床早期诊断和综合治疗有积极的指导意义。妊娠期糖尿病降糖的方法有很多，包括口服降糖药和胰岛素应用，但容易产生胰岛素抵抗使得药效发挥差[9]。因此，如何有效的控制GDM病情的发展及改善预后，MMPs/TIMPs家族不失为一种有效简便的快捷监测指标，同时因为TIMPs家族特殊的对MMPs抑制作用，使得未来应用TIMPs作为治疗GDM药物成为可能，减少远期GDM的发生。

1 乐杰主编.妇产科学.第7版.北京:人民卫生出版社，2008.152.

2 O’Sullivan JB.Diabetes mellitus after GDM.Diabetes,1991,29 (Suppl2):131-135.

3 Bischof P,Meisser A,Campan A.Biochemistry and molecular biology of trophob last in vasion.Ann N Y Acad Sci,2001,943:157.

4 Fata JE,Ho ATV,Leco KJ,et al.Cellular turnover and extra cellular matrix remodeling infemale reproductive tissues: functions of metalloproteinases and their inhibitor.Cell Mol Life Sci,2000,57:77-95.

5 Lewandowski KC,Komorowski J.Increased circulating levels of matrix metalloproteinase-2 and -9 in women with the polycystic ovary syndrome.Clin Endocrinol Metab,2006,91:1173-1177.

6 Caseiro A,Ferreira R,Quintaneiro C.Matrixmetalloproteinases in diabetic retinopathy: potential role of MMP-9.Expert Opin Investig Drugs,2012,21:797.

7 陈雅静,刘宽芝,张新丽,等.血清基质金属蛋白酶-9与2型糖尿病大血管病变的相关性研究.临床内科杂志,2003,20：437-439.

8 Zayani Y,Allal-Elasmi M,Jacob MP,et al.Abnormal circulating levels of matrix metalloproteinases and their inhibitors in diabetes mellitus.Clin Lab,2012,58:779-785.

9 Cunningham FG,Leveno KJ,Bloom SL,et al.Williams Obstetrics.NewYork:McGRAW-Hil,2005.1170-1175.

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.21.010

项目来源：河北省人口和计划生育委员会科研计划课题(编号：2013-B01)

050082 石家庄市，中国人民解放军白求恩国际和平医院妇产科(孙亚楠、史建萍)；河北医科大学第三医院(贾晓鹏)；河北省石家庄市第一医院妇产科(蔡玉茹)

R 587.1

A

1002-7386(2014)21-3232-02

2014-04-11)