MMP-2、CD147、CyPA与老年脑白质高信号患者的相关性*

郭书婷，冯彩霞，温敏，马嘉

（1.内蒙古科技大学包头医学院 研究生院，内蒙古 包头 014040；2.包头医学院第二附属医院 神经内科，内蒙古 包头 014030）

脑白质高信号（white matter hyperintensity,WMH）被定义为脑小血管病相关的白质受损，排除神经免疫性、感染性、代谢性及中毒等病因。WMH 在老年人群中广泛存在，发展到一定程度会出现认知损害、痴呆、步态障碍、尿失禁，并与卒中和死亡风险增高相关。内皮功能障碍、慢性缺血及血脑屏障受损可能在发病机制中起主要作用［1］，但具体的机制仍需完善。基质金属蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2,MMP-2）主要作用是分解弹性蛋白及胶原蛋白，有研究表明MMP-2 可通过降解紧密连接蛋白及基底膜，破坏血脑屏障［2］。本研究探讨MMP-2、细胞外基质金属蛋白酶诱导因子（extracellular matrix metalloprotease inducer,EMMPRIN 或称CD147）、亲环素A（cyclophilin A,CyPA）与WMH 的关系，为临床WMH 的干预提供参考指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料

采用病例对照研究，选择包头医学院第二附属医院神经内科2019 年1 月至2021 年6 月收治的132 例WMH 患者作为WMH 组，其中男72 例，女60 例，年龄60～70 岁，平均（64.18±2.96）岁。纳入标准：符合2015 年的中国脑小血管病诊治共识中的脑白质疏松的影像诊断标准［3-4］的患者。排除标准：①近3 个月内急性脑卒中，既往高血压、糖尿病病史。②头颅磁共振血管造影（MRA）、数字减影血管造影（DSA）、CT 血管造影（CTA）提示颅内大血管狭窄≥30%，或者颈部血管超声、DSA、CTA 提示颈部血管狭窄≥50% 者。③感染、免疫、代谢、中毒、脑积水等其他病因导致的脑白质病变。④肝、肾、心等严重器质性疾病者。

选择包头医学院第二附属医院门诊同期58 例健康体检者作为对照组，其中男27 例，女31 例，年龄60～70 岁，平均（63.31±2.22）岁。经相关检查无器质性病变的，且头颅MRI 排除WMH，MRA、颈部血管超声排除颅内外大血管狭窄者纳入对照组。本研究经包头医学院第二附属医院伦理委员会批准，批准文号：2019 年科伦审第LW-004。患者签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 WMH 的评估WMH 严重程度采用脑白质视觉评分（Fazekas）量表。评分标准［3-4］：总分0～6 分，1～2 分轻度，3～4 分中度，5～6 分重度。脑室周围和深层白质两个部分分数相加得总分。脑室周围高信号：0 级正常；1 级铅笔线状、帽状；2 级晕状；3 级不规则延伸至深部白质。深层白质高信号：0 级正常；1 级斑点状；2 级融合病灶；3 级大片融合病灶。

1.2.2 方法 入组后次日晨空腹抽静脉血5 mL，3 mL 用于Ficoll 密度梯度离心法分离单个核细胞，-80℃保存待实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）检测MMP-2、CD147、CyPA 基因水平。2 mL 用于收集血清，-80℃保存待酶联免疫吸附试验（ELASA）检测MMP-2、CD147、CyPA 蛋白水平。

1.2.3 MMP-2、CD147、CyPA 蛋白检测 使用酶联免疫吸附检测试剂盒，严格按试剂盒说明书操作，制作标准曲线，计算血清中MMP-2、CD147、CyPA 蛋白表达水平。

1.2.4 MMP-2、CD147、CyPA mRNA 检测 采用TRIZOL 法提取单个核细胞中的RNA，应用反转录试剂盒按总RNA 1 μg 为模板将RNA 反转录为cDNA，qPCR 检测MMP-2、CD147、CyPA 基因的相对表达水平。反应体系为：预变性95℃10 min、循环（40 次）95℃15 s～60℃60 s、溶解曲线75℃～95℃，每20 s 升温1℃；结果采用ΔΔCt 法计算MMP-2、CD147、CyPA 的相对表达水平。引物由上海生工生物工程股份有限公司合成。见表1。

表1 MMP-2、CD147、CyPA 引物序列

1.3 统计学方法

采用SPSS 21.0 统计软件分析，计数资料采用（%）表示，以χ2检验；符合正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验或方差分析；相关性分析采用Pearson 分析。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

两组患者间年龄、性别、体质量指数（BMI）、3 日晨血压平均值（收缩压、舒张压）、血糖、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、尿酸比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

表2 两组一般资料比较

2.2 MMP-2、CD147、CyPA 表达水平

WMH 组MMP-2 mRNA、MMP-2 蛋白、CyPA mRNA、CyPA 蛋白水平高于对照组，差异有统计学意义（P=0.000）。WMH 组CD147 蛋白水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），WMH 组CD147 mRNA 水平与对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表3。

表3 两组MMP-2、CD147、CyPA 表达水平比较（）

表3 两组MMP-2、CD147、CyPA 表达水平比较（）

2.3 不同严重程度WMH 患者MMP-2、CD147、CyPA 表达水平分析

WMH 严重程度按照Fazekas 量表评分分为三组，轻度WMH 组、中度WMH 组、重度WMH 组各44、42、46 例。不同严重程度WMH 之间MMP-2、CyPA 的mRNA 及蛋白表达量比较，差异有统计学意义（P<0.05）；不同严重程度WMH 之间CD147 mRNA、CD147 蛋白表达比较，差异无统计学意义（P>0.05）。进一步两两比较，重度WMH组MMP-2、CyPA 的mRNA 及蛋白表达量均高于轻度组，重度WMH 组MMP-2、CyPA 的蛋白表达量均高于中度组，差异有统计学意义（P<0.01）。见表4。

表4 不同严重程度WMH 患者MMP-2、CD147、CyPA 表达水平分析（）

表4 不同严重程度WMH 患者MMP-2、CD147、CyPA 表达水平分析（）

注：1）与重度组比较，P<0.017；2）与轻度组比较，P<0.017；3）与中度组比较，P<0.017。

2.4 Pearson 相关性分析

MMP-2 mRNA 与MMP-2 蛋白表达量（r=0.638,P=0.000）、CyPA mRNA 与CyPA 蛋白表达量（r=0.575,P=0.000）、CD147 mRNA 与CD147 蛋白表达量（r=0.494,P=0.000）均成正相关。

3 讨论

WMH 也称脑白质疏松症，WMH 的病理生理学机制可能涉及慢性低灌注、脑血管反应性降低、血脑屏障破坏、氧化应激、炎症、代谢障碍等［5］。血脑屏障由脑毛细血管内皮，内皮细胞之间的紧密连接以及基底膜构成。基底膜把血管内皮细胞、血管周细胞和星形胶质细胞连接起来，形成神经血管单元［6］。MMP-2 称作明胶酶A，在健康人大脑中MMPs 水平非常低，在病理条件下MMP-2 降解紧密连接蛋白、基底膜，导致血脑屏障病变［2］。MMP-2 还具有神经炎症信号分子的作用，可通过多种机制促进神经炎症反应，导致神经组织损伤［2］。MMP-2 与脑白质损害相关，其在脑白质缺血受损区的血管内皮细胞、小胶质细胞中表达增加［7-8］。本研究结果显示WMH 组MMP-2 mRNA及蛋白表达水平均高于对照组。不同严重程度WMH 之间，重度WMH 组MMP-2 mRNA 及蛋白表达量均高于轻度组，差异有统计学意义。推测MMP-2 通过破坏血脑屏障，形成血管源性脑水肿，激活炎性细胞因子，参与了脑白质高信号的发生和发展。

CD147 是MMPs 的强诱导剂，也是炎症的关键介质。CyPA 在体内外均能刺激血管平滑肌细胞增殖和炎症细胞的迁移［9］。CD147 是CyPA 的受体，CyPA 可直接与CD147 结合，上调MMPs 的表达，促进单核巨噬细胞对细胞外基质的黏附，促进基质降解，促进炎症细胞招募［10］。CD147 在正常血管中表达极少，但在发生炎症和血管损伤后其表达增加［11］。研究发现，脑血管内皮细胞中的CD147，在大脑中动脉短时间闭塞后表达迅速增加［12］。本研究中发现WMH 组CD147 蛋白表达量高于对照组。研究［13-14］发现，在缺氧、感染等病理条件下，细胞内CyPA 分泌到细胞外，与CD147结合，以自分泌或旁分泌途径参与受体CD147 介导的信号通路，导致内皮细胞损伤、炎性活化，最终导致血脑屏障破坏、脑水肿及脑神经功能损伤。CyPA 能趋化白细胞，使单核巨噬细胞表面高表达CD147，分泌MMP 且使其活性增加［15］。本研究结果显示WMH 组CyPA mRNA 及蛋白水平均高于对照组。不同严重程度WMH 之间，重度WMH 组CyPA mRNA 及蛋白表达量均高于轻度组，差异有统计学意义。推测CyPA 参与了脑白质病变的发生、发展。推测MMP-2 可能通过CD147/CyPA 的相互作用表达上调，从而促进其降解基底膜，破坏血脑屏障，激活炎性细胞因子，导致了脑白质病变。

随着对脑白质病变的研究，人们对脑白质的认识逐渐深入，提出了全脑保护的理念。随着年龄的增加，老年人高血压、动脉粥样硬化等患病率亦逐渐增加，颅内大血管、小血管病变经常交织在一起，为了减少干扰，为了更好的探讨WMH的发病机制，本研究选择了无大动脉狭窄、无高血压的无临床症状的WMH 患者为研究对象，发现，无高血压、无大动脉狭窄的WMH 患者，MMP-2、CyPA 的mRNA 及蛋白表达量均增加，且与WMH 严重程度有关，MMP-2、CyPA 有可能成为预测WMH 发病及病情进展的观测指标。MMP-2是否通过CD147/CyPA 的相互作用参与脑白质病变的发生，后期有待进一步研究继续验证。