2021年6月，南方醫科大學南方醫院器官衰竭防治國家重點實驗室劉友華及周麗麗團隊在Kidney International發表了題為“Identification of matrix metalloproteinase-10 as a key mediator of podocyte injury and proteinuria”的研究論文，南方醫科大學南方醫院腎內科劉友華教授和周麗麗教授為該論文的共同通信作者。南方醫科大學南方醫院腎內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的足細胞損傷模型為基礎，探索了MMP10在足細胞損傷中的作用及獨特的作用機制。
 

基質金屬蛋白酶(metalloproteinases, MMPs)在炎癥反應調控、腫瘤以及組織器官重構等多種生理過程中發揮重要作用。近些年來有大量的研究發現MMPs家族通過多種途徑在腎臟損傷中發揮了重要作用，但這些研究多集中于MMP2，MMP7和MMP9等，而關于MMP10在腎臟病中的作用目前研究甚少，僅有少量研究表明MMP10在足細胞損傷時表達量顯著升高，而敲除MMP10可以延緩糖尿病導致的腎病的進展。然而，關于MMP10在腎臟病中的主要作用及其具體的機制尚未見報導。

研究材料
在本實驗中，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本作為體內實驗的材料，還構建了MMP10足細胞特異性過表達小鼠及外源性MMP10敲低小鼠的阿霉素誘導模型（其中MMP10-KI由賽業生物提供）。體外實驗則通過體外培養的條件性永生足細胞開展。

技術方法
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、RNAseq、QPCR、Western blot、免疫熒光染色、免疫組化染色、ELISA、明膠酶法等技術方法。

技術路線

 

研究人員進一步通過免疫熒光染色及ELISA對慢性腎臟病患者的腎進行活檢及血清標本檢測，實驗結果表明，MMP10在慢性腎小球疾病患者的腎小球足細胞及血清中表達增加，并且MMP10的水平與腎功能密切相關。
 

2.MMP10加重ADR模型足細胞損傷及腎小球硬化
足細胞上表達增加的MMP10在疾病中發揮怎樣的作用呢？研究人員將過表達MMP10的質粒注射到小鼠腎臟中，實驗結果顯示，外源性過表達MMP10會加重ADR所致的足細胞損傷及腎小球硬化。
 

 

之后，（MMP10-KI，由賽業生物提供）進一步驗證分析。結果同樣表明，MMP10會加重ADR對足細胞的損傷，加劇腎小球硬化。
 

另一個方面，當研究人員將MMP10干擾質粒注射到小鼠腎臟中，發現敲低MMP10會減輕ADR模型足細胞損傷，改善腎小球硬化。
 

3.MMP10直接酶切ZO-1導致足細胞損傷

為了深入探討MMP10在足細胞損傷中的具體作用機制，該研究使用外源性的MMP10重組蛋白與體外培養的足細胞及離體培養的大鼠腎小球共孵育，qPCR及Western blot實驗結果顯示，MMP10重組蛋白能減少足細胞特異性標志蛋白ZO-1的表達，導致足細胞損傷。更進一步，研究人員將MMP10重組蛋白與ZO-1重組蛋白共孵育，蛋白印跡電泳發現MMP10能直接剪切ZO-1蛋白。以上結果證明，MMP10可以通過直接剪切足細胞ZO-1蛋白導致足細胞損傷。
 

總結
該研究提示MMP10可以通過直接酶切足細胞蛋白ZO-1導致足細胞損傷，加速腎小球硬化進展。因此，抑制MMP10的表達可減輕蛋白尿，緩解腎小球硬化，因此MMP10可能成為治療CKD的一種新靶點。

參考文獻：

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