Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Свинарева Д.И.

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Чурносов М.И.

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» Минобрнауки России

Роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе первичной открытоугольной глаукомы

Авторы:

Свинарева Д.И., Чурносов М.И.

Подробнее об авторах

Журнал: Вестник офтальмологии. 2020;136(4): 146‑150

Просмотров: 1396

Загрузок: 39


Как цитировать:

Свинарева Д.И., Чурносов М.И. Роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе первичной открытоугольной глаукомы. Вестник офтальмологии. 2020;136(4):146‑150.
Svinareva DI, Churnosov MI. The role of metalloproteinases in the development of primary open-angle glaucoma. Russian Annals of Ophthalmology. 2020;136(4):146‑150. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/oftalma2020136041146

Рекомендуем статьи по данной теме:
Оп­ти­чес­кая ко­ге­рен­тная то­мог­ра­фия и оп­ти­чес­кая ко­ге­рен­тная то­мог­ра­фия-ан­ги­ог­ра­фия в оп­ре­де­ле­нии прог­рес­си­ро­ва­ния гла­уко­мы. Часть 1. Ме­то­ды ис­сле­до­ва­ния, ва­ри­абель­ность по­ка­за­те­лей и роль воз­рас­тных из­ме­не­ний. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(1):122-128
Те­ра­пев­ти­чес­кие воз­мож­нос­ти сти­му­ля­ции ре­па­ра­тив­но­го ней­ро­ге­не­за у па­ци­ен­тов с гла­уко­мой, пе­ре­нес­ших ко­ро­на­ви­рус­ную ин­фек­цию. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(2):44-51
Оп­ти­чес­кая ко­ге­рен­тная то­мог­ра­фия и оп­ти­чес­кая ко­ге­рен­тная то­мог­ра­фия-ан­ги­ог­ра­фия в оп­ре­де­ле­нии прог­рес­си­ро­ва­ния гла­уко­мы. Часть 2. Кли­ни­ко-фун­кци­ональ­ные кор­ре­ля­ции, мо­ни­то­ринг на поз­дней ста­дии и ог­ра­ни­че­ния ме­то­да. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(2):76-83
Вли­яние ан­ти­ок­си­дан­тной те­ра­пии на не­ко­то­рые па­то­ге­не­ти­чес­кие фак­то­ры пер­вич­ной от­кры­то­уголь­ной гла­уко­мы. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(4):35-43
Зна­че­ние струк­ту­ры ре­шет­ча­той мем­бра­ны скле­ры в ди­аг­нос­ти­ке и ле­че­нии гла­уко­мы. Ре­мо­де­ли­ро­ва­ние кол­ла­ге­на ре­шет­ча­той мем­бра­ны и пу­ти те­ра­пев­ти­чес­ко­го воз­действия на не­го. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(4):121-126
Вли­яние фа­ко­эмуль­си­фи­ка­ции воз­рас­тной ка­та­рак­ты на уро­вень оф­таль­мо­то­ну­са и па­ра­мет­ры ири­до­кор­не­аль­но­го уг­ла при пер­вич­ной от­кры­то­уголь­ной гла­уко­ме. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(6):60-68
По­ли­мор­физм RS6265 ге­на BDNF в по­пу­ля­ции боль­ных рас­се­ян­ным скле­ро­зом Том­ской об­лас­ти. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2023;(5):160-164
Сов­ре­мен­ные воз­мож­нос­ти ран­ней ди­аг­нос­ти­ки бо­лез­ни Альцгей­ме­ра у па­ци­ен­тов с пер­вич­ной от­кры­то­уголь­ной гла­уко­мой. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2023;(6):121-128
Осо­бен­нос­ти ней­роп­си­хо­ло­ги­чес­ко­го ста­ту­са и ре­зуль­та­ты маг­нит­но-ре­зо­нан­сной мор­фо­мет­рии у па­ци­ен­тов с бо­лез­нью Альцгей­ме­ра и гла­уко­мой. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2023;(9):43-51
Ци­то­ток­си­чес­кая ак­тив­ность фе­на­зи­но­вых со­еди­не­ний Pseudomonas chlo­roraphis subsp. aura­ntiaca в от­но­ше­нии куль­ту­ры кле­ток HeLa. Мо­ле­ку­ляр­ная ге­не­ти­ка, мик­ро­би­оло­гия и ви­ру­со­ло­гия. 2023;(4):3-9

Нами проведен обзор литературы (взятой из различных источников, в основном из базы данных PubMed), в которой изучается роль матриксных металлопротеиназ (MMP) в развитии заболеваний глаз; особое внимание уделено связи MMP с формированием и течением первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ).

Семейство MMP представляет собой семейство цинк- и кальцийзависимых эндопептидаз и состоит из более чем 20 энзимов, которые способны расщеплять почти все компоненты экстрацеллюлярного матрикса соединительной ткани. MMP являются основными регуляторами состава внеклеточного матрикса, своевременная деградация которого лежит в основе процессов эмбриогенеза, морфогенеза, репарации и ремоделирования тканей [1]. К настоящему времени описано около 30 MMP, из них 23 обнаружены в тканях человека [2].

Основной биологической функцией MMP является удаление компонентов внеклеточного матрикса. Металлопротеиназы регулируют действие факторов роста: сосудистого эндотелиального фактора роста, фактора роста фибробластов, эпителиального и инсулиноподобного факторов роста [3]. MMP-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9 способствуют активации трансформирующего фактора роста β (TGFβ), являющегося хемоаттрактантом для моноцитов, высвобождая его из матрикса [4]. MMP играют центральную роль в обмене белков соединительной ткани, процессах нормального развития внеклеточного матрикса, при онкогенезе и ангиогенезе [5].

Установлена связь MMP с офтальмологической патологией. Показаны вовлеченность MMP в патогенез различных типов глаукомы [6], снижение устойчивости к оттоку внутриглазной жидкости (ВГЖ), особенно MMP-2 и MMP-9 [7]. По сравнению со здоровыми глазами содержание MMP-2 и MMP-9 существенно выше в глаукомных глазах. Эти изменения были обнаружены в водянистой влаге, радужно-роговичном углу и теноновой капсуле у пациентов с ПОУГ, первичной закрытоугольной глаукомой (ПЗУГ) и псевдоэксфолиативной глаукомой (ПЭГ) [8, 9].

Данные гистологических исследований доказывают важную роль соединительной ткани в возникновении и развитии заболевания в рамках механической теории патогенеза ПОУГ [10]. При ПОУГ нарушается образование компонентов экстрацеллюлярного матрикса (коллагена, протеогликанов, молекул клеточной адгезии), а именно повышается жесткость и снижаются эластические свойства роговицы и склеры глаза [11]. Регуляция экстрацеллюлярного матрикса происходит при помощи протеолитических ферментов, в частности металлопротеиназ, а также специфических ингибиторов их активности — тканевых ингибиторов металлопротеиназ (TIMPs). Важным процессом при этом является нарушение баланса между синтезом новых волокон, составляющих решетчатую пластинку склеры (РПС), и потерей старых, что в литературе получило название «ремоделирование» [12]. Главной причиной патологического ремоделирования в РПС считается избыточный синтез MMP [13]. Активация MMP из неактивной формы происходит под влиянием цитокинов, в частности TGFβ [14]. Есть публикации, свидетельствующие об участии ферментов семейства MMP в ремоделировании тканей и реализации апоптоза при различных видах глауком [15]. Доказывается роль MMP в апоптозе ганглиозных клеток сетчатки, в изменении ткани диска зрительного нерва (ДЗН) и формы РПС при ПОУГ [16]. Изучается содержание MMP в водянистой влаге передней камеры, теноновой капсуле, выявлено повышение отдельных видов MMP при ПОУГ [17]. Сравнительно много работ посвящено роли этих ферментов в рубцевании фильтрационной подушки после антиглаукомных операций. Аналоги простагландинов, широко используемые при консервативном лечении глаукомы, влияют на синтез MMP и их тканевых ингибиторов [18].

Повышение содержания MMP-9 как в системном кровотоке, так и местно также может свидетельствовать о нарушении процессов клеточного ремоделирования в структурах глаза, что способствует формированию аутоиммунного воспаления с деструкцией тканей [11].

Роль MMP в регуляции оттока ВГЖ исследована S. Rönkkö и соавт. [9]. Была изучена экспрессия MMP и их тканевых ингибиторов (MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3) у больных ПОУГ и ПЭГ. Выявлено, что концентрация MMP-1 и MMP-3 значительно выше при ПОУГ, чем при ПЭГ. Соотношение MMP и их ингибиторов в образцах с ПОУГ также значительно превышало этот показатель при ПЭГ.

S. Manabe и соавт. [19] доказали роль MMP в апоптозе ганглиозных клеток при глаукоме. Авторы сообщают о том, что аномальная активация MMP-9 при помощи оксида азота вызывает внеклеточный сигнальный каскад, ведущий к апоптозу. У мышей с удаленным геном MMP-9 в той же степени, что и у животных, у которых MMP-9 фармакологически ингибирован, ретинальные клетки не погибают от апоптоза.

A. Nga и соавт. [17] установили значительное увеличение уровня MMP-3 при ПОУГ и его повышение при ПЗУГ (р=0,02) по сравнению с группой контроля. Содержание TIMP-1 также было повышено при обоих видах глауком (p=0,010—0,049).

Y. Cong и соавт. [20] на основе изучения экспрессии MMP и TIMP в теноновой капсуле пациентов с ПОУГ, ПЗУГ и представителей контрольной группы выявили, что уровни MMP-2 и TIMP-1 (тканевый полиспецифичный ингибитор MMP 1-го типа) были снижены при ПОУГ, а у пациентов с ПЗУГ отмечалось снижение уровней транскриптов MMP-2, MMP-9, TIMP-1 и TIMP-2 по сравнению с контрольной группой.

E. Ashworth Briggs и соавт. [21] установили значительное увеличение концентрации TIMP-1 (p=0,0008), TIMP-2 (p=0,002), TIMP-4 (p=0,002) и MMP-2 (р=0,020) в образцах внутрикамерной влаги у больных ПОУГ по сравнению с группой контроля.

Таким образом, MMP представляют собой обширное семейство протеолитических ферментов, обусловливающих деградацию компонентов внеклеточного матрикса при физиологических и патологических состояниях. Среди MMP наибольшее значение в формировании ПОУГ имеют MMP-1, MMP-9 и др.

Показана также роль MMP в реализации апоптоза — одного из основных механизмов гибели клеток трабекулярной зоны и ганглиозных клеток сетчатки (ГКС) при глаукоме [22].

Так, Li Guo и соавт. [22], оценивая взаимосвязь между повышением внутриглазного давления (ВГД), с одной стороны, и развитием апоптоза ГКС, изменением состояния экстрацеллюлярного матрикса ДЗН и сетчатки в экспериментальной модели глаукомы — с другой, продемонстрировали значимые положительные корреляционные связи. Авторы показали ассоциации между увеличением уровня MMP-9, деградацией ламинина, апоптозом и повышением ВГД при глаукоме. Ученые также предположили, что ГКС увеличивают секрецию MMP-9, что является прямым ответом на повышение ВГД, а это в свою очередь приводит к MMP-9-индуцированной потере ламинина и впоследствии к апоптозу ГКС.

Таким образом, MMP являются важным фактором патогенеза заболеваний глаз и в частности глаукомы. Биологическая активность MMP в различных структурах глаза при этом может быть разнонаправленной и иметь как компенсаторный, так и патологический характер [23]. Результаты лабораторных и клинических исследований подтверждают участие этих ферментов в ремоделировании тканей различных структур глазного яблока при глаукоме (в частности, трабекулярной области и ДЗН), что приводит к нарушению оттока ВГЖ и развитию глаукомной оптической нейропатии.

Данные многочисленных исследований говорят о том, что значительная доля заболевания ПОУГ (от 21 до 50%) генетически обусловлена, а риск развития данного заболевания у потомков больных глаукомой в 10 раз выше, нежели среднепопуляционный [24]. В последние годы ведется активное изучение ПОУГ-генов и генов, вовлеченных в развитие глаукомы. В период с 2010 по 2017 г. проведено несколько полногеномных исследований (GWAS) по изучению глаукомы, в том числе ПОУГ [25—28].

В исследовании, проведенном О. Golubnitschaja и соавт. [13], установлено, что экспрессия генов тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ MMP-9 и MMP-14 была повышена у пациентов с нормотензивной глаукомой по сравнению с контрольной группой.

Т. Aung и соавт. [29] изучали полиморфизм rs2664538 гена MMP-9 у 217 пациентов с ПЗУГ и 83 представителей контрольной группы в Китае. Не было обнаружено существенных различий в распределении генетических вариантов исследуемого локуса по сравнению с группой контроля.

L. Markiewicz и соавт. [30, 31] провели анализ ассоциаций полиморфных локусов -1607 1G/2G MMP-1, -1562 C/T MMP-9, -82 A/G MMP-12, C/T IL-1β, -511 и 372 T/C TIMP-1 с возникновением ПОУГ и исследовали их влияние на основные клинические признаки глаукомы. В исследование были включены 511 человек, в том числе из 255 пациентов с ПОУГ и 256 представителей группы контроля. У пациентов с ПОУГ было отмечено увеличение экспрессии мРНК MMP-1, MMP-9, MMP-12 и IL-1β по сравнению с контрольной группой (p<0,001).

В результате исследования, проведенного S. Micheal и соавт. [6] у 112 пациентов с ПОУГ, 82 пациентов с ПЗУГ и 118 здоровых людей в популяции Пакистана, выявлено, что фактором риска развития ПОУГ у женщин является полиморфизм MMP-1 rs1799750 (-1607 1G/2G) (p<0,001), в то время как у лиц мужского пола этот полиморфизм не ассоциирован с ПОУГ (p>0,47). Также было обнаружено, что у мужчин фактором риска ПЗУГ является полиморфизм MMP-9 rs17576 (c.836A>G) (p<0,001), который у женщин не играл существенной роли (p=0,14). Никаких значимых ассоциаций с ПОУГ или ПЗУГ не было найдено для полиморфных локусов MMP-7 (С-181T>C) и MMP-9 (С-1562C>T).

X. Chen и соавт. [32] провели метаанализ связи между шестью полиморфизмами MMP-9 и ПЗУГ среди 1030 пациентов с ПЗУГ и 499 здоровых индивидуумов в Китае. Были исследованы следующие полиморфизмы MMP-9: rs3918249, rs4810482, rs3787268, rs17576, rs17577 и rs3918254. Два из этих полиморфизмов, а именно полиморфизмы rs17576 [отношение шансов (OR) =0,56; p<0,0001] и rs17577 (OR=1,71; р=0,02), ранее в других работах показали ассоциации с ПЗУГ в европейских популяциях; однако данное исследование в Китае не показало значимой связи этих же полиморфизмов с ПЗУГ.

M. Awadalla и соавт. [33] изучали связи между однонуклеотидными полиморфными локусами MMP-9 и ПЗУГ в австралийской популяции. В исследовании участвовали 107 пациентов-австралийцев с ПЗУГ и 288 здоровых индивидуумов. Исследование показало связь между ПЗУГ и следующими полиморфизмами MMP-9: rs3918249 и rs17576 — в австралийской популяции (p=0,006).

При изучении ассоциации полиморфных локусов MMP-9 с ПОУГ в популяции Южного Китая установлено, что полиморфизм rs2250889 является фактором риска развития ПЗУГ (OR=1,76; p=0,004). Однако такой зависимости не было выявлено для rs17576 MMP-9 [20].

F. Ussa и соавт. [34] исследовали однонуклеотидные полиморфизмы генов MMP-1 и простагландина F2 (PTGFR) у больных ПОУГ из популяции Испании в отношении ответа на лечение латанопростом. Латанопрост является широко используемым при лечении глаукомы препаратом. Было проведено генотипирование 117 пациентов с ПОУГ и выявлено, что из пяти полиморфных локусов (rs6686438, rs10786455 s3753380, rs6672484, rs11578155) два полиморфизма MMP-1 (rs6686438, rs10786455) были ассоциированы с положительным ответом на латанопрост.

Y. Zhang и соавт. [35] провели метаанализ ассоциаций полиморфизма MMP-9 rs17576 и rs3918249 с развитием ПОУГ. В анализ было включено 7 исследований, посвященных изучению rs17576 (1357 пациентов и 1432 здоровых индивидуума), и три исследования по полиморфизму rs3918249 (550 пациентов и 794 представителя контрольной группы). Полученные результаты свидетельствуют о том, что полиморфизм rs17576 не был связан с риском развития глаукомы. Однако стратифицированный анализ показал, что GG-генотип повышает риск развития ПОУГ в рецессивной модели (GG по сравнению с АА + AG).

Таким образом, изучению генетических основ первичной открытоугольной глаукомы посвящено значительное количество работ. Следует отметить, что большинство исследований по выявлению генов предрасположенности к ПОУГ проведены за рубежом. Единичные работы, выполненные в России, фрагментарны и посвящены оценке вовлеченности лишь некоторых генов в формирование ПОУГ: миоцилина (MYOC), оптиневрина (OPTN), цитохрома Р450 (CYP1B1), факторов некроза опухолей и их рецепторов (TNFα, TNFβ, TNFR1, TNFR2), факторов роста (VEGF-А, IGF-1 и др.), рибосомальных белков [36—39]. Следует отметить, что в Российской Федерации исследований, в которых изучалась бы вовлеченность полиморфных локусов генов MMP в формирование ПОУГ, не проводилось, тогда как, согласно данным литературы, MMP имеют важное значение в патогенезе ПОУГ. Это диктует необходимость проведения дальнейших исследований патогенетической роли полиморфизма генов MMP в формирование ПОУГ в различных российских популяциях.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для ведущих научных школ Российской Федерации (проект НШ-2609.2020.7).

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: М.Ч.

Сбор и обработка материала: Д.С.

Написание текста: Д.С.

Редактирование: М.Ч.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

<

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.