MMP-2及TIMP-2在糖尿病性白内障患者房水及血液中的表达*

刘琳琳，曾祥云，王　辉

(赣南医学院第一附属医院眼科，江西　赣州　341000)



MMP-2及TIMP-2在糖尿病性白内障患者房水及血液中的表达*

刘琳琳，曾祥云，王辉

(赣南医学院第一附属医院眼科，江西赣州341000)

目的：探讨基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2，MMP-2)及金属蛋白酶2组织抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase-2，TIMP-2)在糖尿病性白内障患者房水及血液中的表达及意义。方法：研究对象包括实验组及对照组，每组患者为30例。实验组为糖尿病性白内障，对照组为年龄相关性白内障。分别对所有的研究对象进行房水样本及血液样本的采集。血液样本在手术当天抽取静脉血5 mL；房水样本在手术中进行采集100～200 μL。采用双抗体夹心法酶联免疫吸附实验法(enzyme linked immunosorbent assay-sandwich technique，ELISA)分别测定房水及血液样本中TIMP-2及MMP-2的含量，并计算出TIMP-2、 MMP-2两者的比值。分别比较各组间房水及血清中的MMP-2、TIMP-2的浓度及TIMP-2与MMP-2的比值。结果：糖尿病性白内障患者房水中MMP-2的表达为(21.44±2.19) ng·mL-1，与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)；实验组TIMP-2的表达为(21.68±2.19) ng·mL-1，与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)；实验组TIMP-2 /MMP-2比值1.01±0.02，与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。糖尿病性白内障患者血液中MMP-2 及TIMP-2浓度表达量较高，分别为(326.11±43.14) ng·mL-1与(301.61±41.21) ng·mL-1，与对照组比较其差异无统计学意义(P>0.05)。结论：2型糖尿病并不影响白内障患者房水及血液中MMP-2及TIMP-2的表达。

糖尿病性白内障；MMP-2；TIMP-2

随着糖尿病的发病率不断升高，糖尿病引起的眼部并发症也日益增多。糖尿病性白内障是糖尿病的主要并发症。糖尿病性白内障其发病的确切机制至今不明确。本研究检测30例糖尿病性白内障患者及30例年龄相关性白内障患者房水及血液中的MMP-2及TIMP-2的表达。现报告如下。

1　资料与方法

1.1一般资料实验组为2012年6月至12月在我院眼科住院治疗的2型糖尿病引起的糖尿病性白内障患者30例(30眼)，其中男18例(18眼)，女12例(12眼)，年龄47.2～81.8岁，平均(56.3±1.6)岁。术前排除其他全身疾病。2型糖尿病病史2.1～20.5年，平均(10.4±0.7)年。

对照组为2012年6月至12月在我院眼科住院接受手术的年龄相关性白内障组患者30例(30眼)，其中男13例(13眼)，女17例(17眼)，年龄48.4～78.9岁，平均(53.1±0.9)岁。术前排除其他全身疾病及其他眼病。

1.2样本采集所有研究对象均采集房水及血液样本：房水样本在进行白内障手术中进行采集，在进入前房之前，用1 mL一次性注射器在透明角膜缘穿刺入前房(严格避免血液混入)，缓慢抽取房水样本100～200 μL，注入已经消毒的1.5 mL的离心管并作标记；血液样本在手术当天进行采集，使用干燥管抽取静脉血约5 mL；将房水及血液样本分别置入-80 ℃深低温冰箱保存待检。

1.3主要试剂人MMP-2试剂和TIMP-2试剂，均购自美国RB公司。

1.4实验方法采用双抗体夹心法酶联免疫吸附实验(ELISA 法)对房水及血液样本分别进行TIMP-2及MMP-2的含量测定。

1.5数据处理所有数据采用SPSS 14.0统计软件分析。应用单因素方差分析及两两比较分析对不同组间的TIMP-2及MMP-2表达进行比较；应用直线相关分析对所有患者房水及血液样本的TIMP-2及MMP-2表达进行分析。

2　结　果

2.1两组患者房水及血液中MMP-2、TIMP-2浓度的测定结果两组房水及血液中MMP-2、TIMP-2浓度及TIMP-2/MMP-2的比值均呈正态分布，采用独立样本t检验进行统计分析。结果见表1。

表1　各组间房水及血液中MMP-2、TIMP-2浓度测定结果

3　讨　论

MMPs是一类锌离子依赖性内源性蛋白水解酶，其主要功能是降解细胞外基质(ECM)和基底膜，在细胞外基质降解中发挥重要作用。通常可将其分为五大类[1]：(1)胶原酶类：包括从纤维细胞、巨噬细胞、上皮细胞来源的胶原酶MMP-1。 (2)明胶酶类：包括MMP-2、MMP-9等。(3)基质降解酶类：主要包括MMP-3、MMP-10。(4)膜型类(MT-MMP)：是一类新发现的MMP，能降解几种ECM成分，同时也能激活其它MMP。(5)其它的MMPs，包括MMP-6，-7，-12，-19，-26，-28等。TIMPs是MMPs的特异性抑制因子，是一组内源性低分子量蛋白质，主要作用是特异性的抑制相应MMPs的活性。TIMPs家族有TIMP-1，TIMP-2，TIMP-3，TIMP-4四位成员。目前研究最多的是TIMP-1与TIMP-2，TIMP-1能抑制大多数MMP活性，TIMP-2抑制其他MMP，并随MMP-2的表达而表达。总之，在健康生理状态下，MMPs及TIMPs自然表达，和谐共存，比例适中，维持平衡，在组织重建、瘢痕愈合、血管形成等方面起到重要作用，一旦出现TIMPs/MMPs的失衡，将出现ECM的代谢异常继而出现各种疾病。

随着人们生活水平的提高及生活方式的改变，糖尿病的发病呈逐年增多的趋势。对于糖尿病患者与MMPs、TIMPs的关系很多学者进行过相关研究，很多学者的关注点集中在两方面。一方面是研究糖尿病性玻璃体视网膜病变与MMPs的关系。很多学者认为：MMPs参与玻璃体视网膜疾病的病理过程。1994年Brown等[2]最先报道了在DR的玻璃体中发现MMP-9的表达升高。Vorob'Eva I V等[3]对三种视网膜疾病中MMPs及TIMPs在视网膜前膜中的表达进行相关研究，结果发现：在增殖性糖尿病视网膜病变的患者中，MMP-2，MMP-3和MMP-7分子表达量增强，在正常视网膜中MMPs及TIMPs的表达维持着动态平衡。另一方面的研究热点是对于糖尿病性白内障晶状体上皮细胞的各类MMPs的检测，有研究认为：糖尿病性白内障晶状体主要病理学变化是晶状体上皮细胞(LEC)的异常增殖、迁移、分化引起前后囊下的纤维化、混浊[4]。为了研究MMP-2的作用，Chang KC等[5]通过基因转染MMP-2使晶状体上皮细胞过表达MMP-2，结果MMP-2的表达增强使晶状体上皮细胞发生纤维化。国内较多学者[6]发现患者的LEC中MMP-2表达水平增高，而TIMP-2的表达水平未伴随MMP-2增高，两者的比例失衡使ECM中的Ⅳ型胶原和层黏连蛋白等降解增多，使LEC发生上皮间质化，并最终诱导了囊膜下型白内障的产生。

对于MMPs、TIMPs与糖尿病性白内障的关系研究中对其房水中的检测少有相关报道，对其血液中的含量分析同样鲜有报道。在既往许多研究中，学者们都认为：年龄相关性白内障患者房水中TIMP-2 /MMP-2的比值保持着动态平衡，其比值约为1[7]，可以作为较可靠的对照组纳入研究。在本研究中，将年龄相关性白内障作为对照组，我们也发现：在年龄相关性白内障患者的房水中TIMP-2/MMP-2的比值约为1左右，这与以往的报导相一致。同时本研究发现：糖尿病性白内障患者的房水中MMP-2、TIMP-2的表达与TIMP-2/MMP-2的比值与年龄相关性白内障患者相比差异无统计学意义。

本研究我们不仅检测了MMP-2、TIMP-2在糖尿病性白内障患者房水中的表达，同时也对其血清中的MMP-2、TIMP-2的表达量进行了检测，糖尿病性白内障患者血液中MMP-2及TIMP-2浓度表达量较高，分别为(326.11±43.14) ng·mL-1与(301.61±41.21) ng·mL-1。两组结果比较显示，糖尿病性白内障及年龄相关性白内障患者血液中MMP-2、TIMP-2的表达量及TIMP-2/MMP-2的比值差异并不具有统计学意义。由此推断，白内障患者晶体混浊的产生过程中MMP-2、TIMP-2表达主要不集中在房水中，并且糖尿病并不影响白内障患者房水中MMP-2、TIMP-2的表达。但本研究只是初步的探索，还需以后采用大样本的研究进一步阐明MMP-2、TIMP-2与糖尿病性白内障的关系，为糖尿病性白内障的发病机制的研究奠定基础。

[1]Kinga Bobińska,Janusz Szemraj,Piotr Czarny,et al.Expression and Activity of Metalloproteinases in Depression[J].Medical Science Monitor:international Medical Journal of Experimental & clinical Research,2016,22:1334-1341.

[2]Brown D，Handi H，Bahri S，et al．Characterization of an endogenous metalloproteinase in human vitreous[J]．Curr Eyc Res，1994，13：639-647.

[3]Vorob'Eva I V,Merkushenkova D A,Parfenova E V,et al.The effect of fibrinolytic therapy for proliferative diabetic retinopathy complications on the angiogenic potential of the eye[J].Vestnik Oftalmologii,2014,130(1):31-36.

[4]Hao L N,He S Z,Shen Y H,et al.Protective effects of puerarin on lens epithelial cells in rat diabetic cataract[J].Chinese journal of ophthalmology,2011,47(4):320-326.

[5]Chang KC,Petrash JM.Aldose Reductase Mediates Transforming Growth Factor β2 (TGF-β2)-Induced Migration and Epithelial-To-Mesenchymal Transition of Lens-Derived Epithelial Cells[J].Investigative Ophthalmology & Visual Science,2015,56(8):4198-210.

[6]刘琳琳，曾祥云.基质金属蛋白酶及其抑制剂与POAG[J].赣南医学院学报，2012，32(4):642-643.

[7]Cellini M,Leonetti P,Strobbe E,et al.Matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors after selective laser trabeculoplasty in pseudoexfoliative secondary glaucoma[J].Bmc Ophthalmology,2008,8(1):1-5.

The Expression of MMP-2 And TIMP-2 in Blood and Aqueous Humor of Patients with Diabetic Cataract

LIULin-lin,ZENGXiang-yun,WANGHui

(DepartmentofOphthalmology,TheFirstAffiliatedHospitalofGannanMedicalUniversity，GanzhouJiangxi341000)

Objective：To explore the expression and significance of matrix metalloproteinase-2(MMP-2) and tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2) in blood and aqueous humor of patients with diabetic cataract. Methods: Thirty patients with diabetic cataract were taken as the experimental group and 30 cases of age-related cataract were taken as control group. Blood samples and aqueous humor samples were collected from all subjects. Five ml blood samples were extracted from venous blood at the day of surgery and 100～200 μL aqueous humor samples were collected during surgery. The content of TIMP-2 and MMP-2 were measured by sandwich enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and the ratios between TIMP-2 and MMP-2 were calculated. All data were analyzed with the SPSS 14.0 statistical software package using independent samples t test to compare the ratio of TIMP-2/MMP-2 and the concentration of TIMP-2 and MMP-2 among different groups. Results: The levels of the MMP-2 in aqueous humor of patients with diabetic cataract was (21.44±2.19) ng·mL-1, which showed no significant difference (P>0.05) compared to the control group. The levels of the TIMP-2 in experimental group were (21.68±2.19) ng·mL-1. There was no significant difference (P>0.05) between experimental group and control group. The ratio of TIMP-2/MMP-2 in experimental group was 1.01±0.02, which was not significant difference (P>0.05) from the control group. The concentrations of the MMP-2 and TIMP-2 in blood samples of patients with diabetic cataract were (326.11±43.14) ng·mL-1and (301.61±41.21) ng·mL-1respectively and were higher than those in aqueous humor. There was no significant difference (P>0.05) between experimental group and control group. Conclusion: Type 2 diabetes mellitus have little effect on the levels of the MMP-2 and TIMP-2 in blood and aqueous humor of patients with cataract.

Diabetic cataract;TIMP-2;MMP-2

江西省科技支撑计划课题(编号：20122BBG70156-1)

R776.1

A

1001-5779(2016)04-0574-03

10.3969/j.issn.1001-5779.2016.04.021

2016-05-12)(责任编辑：敖慧斌)