文獻(xiàn)解讀：MMP10在足細(xì)胞損傷中的作用及獨(dú)特的作用機(jī)制

2021年6月，南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院器官衰竭防治國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉友華及周麗麗團(tuán)隊(duì)在Kidney International發(fā)表了題為“Identification of matrix metalloproteinase-10 as a key mediator of podocyte injury and proteinuria”的研究論文，南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院腎內(nèi)科劉友華教授和周麗麗教授為該論文的共同通信作者。南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院腎內(nèi)科博士研究生左洋洋、王聰、孫小麗、胡成效為該論文的共同第一作者。該研究以阿霉素模型這一公認(rèn)的足細(xì)胞損傷模型為基礎(chǔ)，探索了MMP10在足細(xì)胞損傷中的作用及獨(dú)特的作用機(jī)制。
 

基質(zhì)金屬蛋白酶(metalloproteinases, MMPs)在炎癥反應(yīng)調(diào)控、腫瘤以及組織器官重構(gòu)等多種生理過程中發(fā)揮重要作用。近些年來有大量的研究發(fā)現(xiàn)MMPs家族通過多種途徑在腎臟損傷中發(fā)揮了重要作用，但這些研究多集中于MMP2，MMP7和MMP9等，而關(guān)于MMP10在腎臟病中的作用目前研究甚少，僅有少量研究表明MMP10在足細(xì)胞損傷時(shí)表達(dá)量顯著升高，而敲除MMP10可以延緩糖尿病導(dǎo)致的腎病的進(jìn)展。然而，關(guān)于MMP10在腎臟病中的主要作用及其具體的機(jī)制尚未見報(bào)導(dǎo)。

研究材料
在本實(shí)驗(yàn)中，研究人員收集了健康人及慢性腎臟患者的血清及腎活檢標(biāo)本作為體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的材料，還構(gòu)建了MMP10足細(xì)胞特異性過表達(dá)小鼠及外源性MMP10敲低小鼠的阿霉素誘導(dǎo)模型（其中MMP10-KI由賽業(yè)生物提供）。體外實(shí)驗(yàn)則通過體外培養(yǎng)的條件性永生足細(xì)胞開展。

技術(shù)方法
該研究使用了小鼠及大鼠腎小球提取、大鼠腎小球離體培養(yǎng)、RNAseq、QPCR、Western blot、免疫熒光染色、免疫組化染色、ELISA、明膠酶法等技術(shù)方法。

技術(shù)路線

 

研究人員進(jìn)一步通過免疫熒光染色及ELISA對(duì)慢性腎臟病患者的腎進(jìn)行活檢及血清標(biāo)本檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MMP10在慢性腎小球疾病患者的腎小球足細(xì)胞及血清中表達(dá)增加，并且MMP10的水平與腎功能密切相關(guān)。
 

2.MMP10加重ADR模型足細(xì)胞損傷及腎小球硬化
足細(xì)胞上表達(dá)增加的MMP10在疾病中發(fā)揮怎樣的作用呢？研究人員將過表達(dá)MMP10的質(zhì)粒注射到小鼠腎臟中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，外源性過表達(dá)MMP10會(huì)加重ADR所致的足細(xì)胞損傷及腎小球硬化。
 

 

之后，（MMP10-KI，由賽業(yè)生物提供）進(jìn)一步驗(yàn)證分析。結(jié)果同樣表明，MMP10會(huì)加重ADR對(duì)足細(xì)胞的損傷，加劇腎小球硬化。
 

另一個(gè)方面，當(dāng)研究人員將MMP10干擾質(zhì)粒注射到小鼠腎臟中，發(fā)現(xiàn)敲低MMP10會(huì)減輕ADR模型足細(xì)胞損傷，改善腎小球硬化。
 

3.MMP10直接酶切ZO-1導(dǎo)致足細(xì)胞損傷

為了深入探討MMP10在足細(xì)胞損傷中的具體作用機(jī)制，該研究使用外源性的MMP10重組蛋白與體外培養(yǎng)的足細(xì)胞及離體培養(yǎng)的大鼠腎小球共孵育，qPCR及Western blot實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MMP10重組蛋白能減少足細(xì)胞特異性標(biāo)志蛋白ZO-1的表達(dá)，導(dǎo)致足細(xì)胞損傷。更進(jìn)一步，研究人員將MMP10重組蛋白與ZO-1重組蛋白共孵育，蛋白印跡電泳發(fā)現(xiàn)MMP10能直接剪切ZO-1蛋白。以上結(jié)果證明，MMP10可以通過直接剪切足細(xì)胞ZO-1蛋白導(dǎo)致足細(xì)胞損傷。
 

總結(jié)
該研究提示MMP10可以通過直接酶切足細(xì)胞蛋白ZO-1導(dǎo)致足細(xì)胞損傷，加速腎小球硬化進(jìn)展。因此，抑制MMP10的表達(dá)可減輕蛋白尿，緩解腎小球硬化，因此MMP10可能成為治療CKD的一種新靶點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

Zuo, Y., et al., Identification of matrix metalloproteinase-10 as a key mediator of podocyte injury and proteinuria. Kidney Int, 2021. 100(4): p. 837-849.

本文摘自：https://www.cyagen.com/cn/zh-cn/community/newsletters/issue-788.html