Уровень матриксной металлопротеиназы-3 и тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы-1 и металлопротеиназы-3 у пациентов с хронической болезнью почек в стадии С5 и у пациентов с грыжами передней брюшной стенки

Цель исследования. Определить уровни матриксной металлопротеиназы-3 (ММП-3), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы-1 (ТИМП-1) и тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы-3 (ТИМП-3) в плазме пациентов с хронической болезнью почек (ХБП) в стадии С5 и у пациентов с грыжами передней брюшной стенки.

Материал и методы. Объектом исследования явились пациенты в терминальной стадии хронической болезни почек и пациенты с первичными грыжами передней брюшной стенки. Концентрации ММП-3, ТИМП-1, ТИМП-3 определяли в плазме с помощью иммуноферментного анализа.

Результаты. В плазме крови у пациентов с ХБП, находящихся на диализной заместительной терапии, отмечается статистически значимое повышение уровня ММП-3, медиана которой составила 185,77 нг/мл, при соотношении с пациентами других анализируемых групп – 45,09 нг/мл и 41,05 нг/мл (р˂ 0,001). Уровень ТИМП-1 (158,85 нг/мл) в плазме статистически был значимо выше у пациентов с ХБП в стадии С5, чем у пациентов с грыжами передней брюшной стенки – 33,16 нг/мл и группой сравнения – 73,46 нг/мл (р ˂ 0,001). В то же время уровень ТИМП-1 определялся также статистически значимо выше в группе сравнения, чем у пациентов с грыжами передней брюшной стенки (р˂0,001). Показатель медианы ТИМП-3 – 35726,43 пг/мл у пациентов с грыжами передней брюшной стенки и у пациентов с ХБП в стадии С5 – 35313,70 пг/мл был статистически значимо выше в сравнении с показателем в группе контроля – 17974,80 пг/мл (р ˂ 0,001).

Заключение. Выявленные закономерности могут указывать на деструктивные воспалительные изменения и деградацию соединительной ткани у пациентов с ХБП, находящихся на диализной заместительной терапии.

1. Wan J, Zhang G, Li X, et al. Matrix Metalloproteinase 3: A Promoting and Destabilizing Factor in the Pathogenesis of Disease and Cell Differentiation. Front Physiol. 2021;12:663978. Published 2021 Jul 2. doi:10.3389/fphys.2021.663978

2. Nagase H, Visse R, Murphy G. Structure and function of matrix metalloproteinases and TIMPs. Cardiovasc Res. 2006;69(3):562-573. doi:10.1016/j.cardiores.2005.12.002

3. Pinto AF, Terra RM, Guimarães JA, et al. Structural features of the reprolysin atrolysin C and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs) interaction. Biochem Biophys Res Commun. 2006;347(3):641-648. doi:10.1016/j.bbrc.2006.06.143

4. Van Hove I, Lemmens K, Van de Velde S, Verslegers M, Moons L. Matrix metalloproteinase-3 in the central nervous system: a look on the bright side. J Neurochem. 2012;123(2):203-216. doi:10.1111/j.1471-4159.2012.07900.x

5. Cui N, Hu M, Khalil RA. Biochemical and Biological Attributes of Matrix Metalloproteinases. Prog Mol Biol Transl Sci. 2017;147:1-73. doi:10.1016/bs.pmbts.2017.02.005

6. Лайнен Г.Р. Матриксные металлополимеразы и фибринолитическая активность клеток. Биохимия. 2002; 67(1): 107-115.

7. Kato T, Miyaki S, Ishitobi H, et al. Exosomes from IL-1β stimulated synovial fibroblasts induce osteoarthritic changes in articular chondrocytes. Arthritis Res Ther. 2014;16(4):R163. Published 2014 Aug 4. doi:10.1186/ar4679

8. Brew K., Dinakarpandian D., Nagase, H. Tissue inhibitors of metalloproteinases: evolution, structure and function. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology, 1477(1-2), 267–283. Published 2000 March 7. doi:10.1016/s0167-4838(99)00279-4

9. Gomis-Rüth FX, Maskos K, Betz M, et al. Mechanism of inhibition of the human matrix metalloproteinase stromelysin-1 by TIMP-1. Nature. 1997;389(6646):77-81. doi:10.1038/37995

10. Nagase H, Suzuki K, Cawston TE, Brew K. Involvement of a region near valine-69 of tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP)-1 in the interaction with matrix metalloproteinase 3 (stromelysin 1). Biochem J. 1997;325 (Pt 1) (Pt 1):163-167. doi:10.1042/bj3250163

11. Huang W, Meng Q, Suzuki K, Nagase H, Brew K. Mutational study of the amino-terminal domain of human tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP-1) locates an inhibitory region for matrix metalloproteinases. J Biol Chem. 1997;272(35):22086-22091. doi:10.1074/jbc.272.35.22086

12. Caterina NC, Windsor LJ, Yermovsky AE, et al. Replacement of conserved cysteines in human tissue inhibitor of metalloproteinases-1. J Biol Chem. 1997;272(51):32141-32149. doi:10.1074/jbc.272.51.32141

13. Välimäki J, Uusitalo H. Matrix metalloproteinases (MMP-1, MMP-2, MMP-3 and MMP-9, and TIMP-1, TIMP-2 and TIMP-3) and markers for vascularization in functioning and non-functioning bleb capsules of glaucoma drainage implants. Acta Ophthalmol. 2015;93(5):450-456. doi:10.1111/aos.12654

14. Tong Z, Liu Y, Chen B, Yan L, Hao D. Association between MMP3 and TIMP3 polymorphisms and risk of osteoarthritis. Oncotarget. 2017;8(48):83563-83569. Published 2017 Jun 27. doi:10.18632/oncotarget.18745

15. Srivastava P, Kapoor R, Mittal RD. Impact of MMP-3 and TIMP-3 gene polymorphisms on prostate cancer susceptibility in North Indian cohort. Gene. 2013;530(2):273-277. doi:10.1016/j.gene.2013.06.087

16. Chavey C, Mari B, Monthouel MN, et al. Matrix metalloproteinases are differentially expressed in adipose tissue during obesity and modulate adipocyte differentiation. J Biol Chem. 2003;278(14):11888-11896. doi:10.1074/jbc.M209196200

17. Chin JR, Werb Z. Matrix metalloproteinases regulate morphogenesis, migration and remodeling of epithelium, tongue skeletal muscle and cartilage in the mandibular arch. Development. 1997;124(8):1519-1530. doi:10.1242/dev.124.8.1519

18. Yamada Y, Nakamura-Yamada S, Umemura-Kubota E, Baba S. Diagnostic Cytokines and Comparative Analysis Secreted from Exfoliated Deciduous Teeth, Dental Pulp, and Bone Marrow Derived Mesenchymal Stem Cells for Functional Cell-Based Therapy. Int J Mol Sci. 2019;20(23):5900. Published 2019 Nov 24. doi:10.3390/ijms20235900

19. Alexander CM, Selvarajan S, Mudgett J, Werb Z. Stromelysin-1 regulates adipogenesis during mammary gland involution. J Cell Biol. 2001;152(4):693-703. doi:10.1083/jcb.152.4.693

20. Huang JF, Du WX, Chen JJ. Elevated expression of matrix metalloproteinase-3 in human osteosarcoma and its association with tumor metastasis [published correction appears in J BUON. 2016 Mar-Apr;21(2):527]. J BUON. 2016;21(1):235-243.

21. Chen CL, Zhang L, Jiao YR, et al. miR-134 inhibits osteosarcoma cell invasion and metastasis through targeting MMP1 and MMP3 in vitro and in vivo. FEBS Lett. 2019;593(10):1089-1101. doi:10.1002/1873-3468.13387

22. Zheng J, Zhou Y, Li XJ, Hu JM. MiR-574-3p exerts as a tumor suppressor in ovarian cancer through inhibiting MMP3 expression. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019;23(16):6839-6848. doi:10.26355/eurrev_201908_18723

23. Ma Y, Cang S, Li G, et al. Integrated analysis of transcriptome data revealed MMP3 and MMP13 as critical genes in anaplastic thyroid cancer progression [published correction appears in J Cell Physiol. 2024 Jun;239(6):e31260. doi: 10.1002/jcp.31260]. J Cell Physiol. 2019;234(12):22260-22271. doi:10.1002/jcp.28793

24. De Groef L, Andries L, Lemmens K, Van Hove I, Moons L. Matrix metalloproteinases in the mouse retina: a comparative study of expression patterns and MMP antibodies. BMC Ophthalmol. 2015;15:187. Published 2015 Dec 29. doi:10.1186/s12886-015-0176-y

25. Nishida K, Kuchiiwa S, Oiso S, et al. Up-regulation of matrix metalloproteinase-3 in the dorsal root ganglion of rats with paclitaxel-induced neuropathy. Cancer Sci. 2008;99(8):1618-1625. doi:10.1111/j.1349-7006.2008.00877.x

26. Andries L, Van Hove I, Moons L, De Groef L. Matrix Metalloproteinases During Axonal Regeneration, a Multifactorial Role from Start to Finish. Mol Neurobiol. 2017;54(3):2114-2125. doi:10.1007/s12035-016-9801-x

27. Huang XY, Han LY, Huang XD, Guan CH, Mao XL, Ye ZS. Impact of 5A/6A polymorphism of matrix metalloproteinase-3 on recurrent atherosclerotic ischemic stroke in Chinese. Int J Neurosci. 2016;126(10):936-941. doi:10.3109/00207454.2015.1088013

28. Ghaffarpour S, Ghazanfari T, Kabudanian Ardestani S, et al. Correlation between MMP-9 and MMP-9/ TIMPs Complex with Pulmonary Function in Sulfur Mustard Exposed Civilians: Sardasht-Iran Cohort Study. Arch Iran Med. 2017;20(2):74-82.

29. Hu W, Ye Y, Yin Y, et al. Association of matrix metalloprotease 1, 3, and 12 polymorphisms with rheumatic heart disease in a Chinese Han population. BMC Med Genet. 2018;19(1):27. Published 2018 Feb 20. doi:10.1186/s12881-018-0538-4

30. Авдеева А.С., Александрова Е.Н., Каратеев Д.Е., Панасюк Е.Ю., Смирнов А.В., Черкасова М.В., Насонов Е.Л. Взаимосвязь уровня матриксной металлопротеиназы-3 и деструктивных изменений суставов при раннем и развернутом ревматоидном артрите. Терапевтический архив. 2016;88(5):13‑18. doi.org/10.17116/terarkh201688513-18

31. Behrendt P, Preusse-Prange A, Klüter T, et al. IL-10 reduces apoptosis and extracellular matrix degradation after injurious compression of mature articular cartilage. Osteoarthritis Cartilage. 2016;24(11):1981-1988. doi:10.1016/j.joca.2016.06.016

32. Belluzzi E, Olivotto E, Toso G, et al. Conditioned media from human osteoarthritic synovium induces inflammation in a synoviocyte cell line. Connect Tissue Res. 2019;60(2):136-145. doi:10.1080/03008207.2018.1470167

33. Берещенко В.В., Лызиков А.Н., Кондрачук А.Н. Сравнительная характеристика уровня матриксной металлопротеиназы-1 и тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы-1 у пациентов с хронической болезнью почек в стадии 5Д и у пациентов с грыжами передней брюшной стенки. Проблемы здоровья и экологии. 2021;18(4):41-47. https://doi.org/10.51523/2708-6011.2021-18-3-5