ヒトの翼状骨および培養翼毛皮細胞におけるMMPとTIMPの発現

目的：翼状骨は、未知の病因の角膜結合結合接合部の一般的な、良性、線維血管、および浸潤プロセスです。マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）は、細胞外マトリックスのすべての成分に対して活性化されるタンパク質分解酵素のファミリーであり、その活性はMMPS（TIMP）の組織阻害剤によって特異的に中和されています。現在の研究では、MMPとTIMPが翼状骨の形成と進行に積極的に関与する可能性があるという仮説がありました。 方法：この研究では、緑内障と白内障の手術を受けている被験者から得られた25の翼状片標本と15の正常な結膜生検を、免疫組織化学またはin situハイブリダイゼーションのために処理しました。翼状上皮細胞（PEC）を血清を含まない条件下で培養し、炎症誘発性サイトカインにさらして、MMPとTIMPのmRNAとタンパク質発現プロファイルの両方を決定しました。 結果：コラゲナーゼ-1およびゼラチナーゼAは、特に上皮に局在しているすべての翼状骨で発現しました（コラーゲン型IIIに直接隣接）、ゼラチナーゼB発現は好中球とのみ関連しています。コラゲナーゼ-1またはゼラチナーゼAは、正常な結膜で検出されませんでした。TIMP-1と-3は、すべての病気の組織の細胞外マトリックス、内皮細胞、白血球で検出された追加のTIMP-3免疫反応性を伴う上皮細胞に局在していました。TIMP-3タンパク質は、15の正常結膜のうち4つで明らかでした。コラゲナーゼ-1、ゼラチナーゼA、およびTIMP-1 mRNAおよびタンパク質の誘導は、腫瘍壊死因子アルファおよびインターロイキン-1アルファで処理した上皮細胞で実証されましたが、TIMP-3の発現は変化しませんでした。 結論：これは、翼状骨および培養されたヒトPECにおけるMMPとTIMPの細胞発現を記録した最初の研究です。MMPとTIMPは、炎症、組織のリモデリング、および翼状骨を特徴付ける血管新生に寄与する可能性があります。これらのタンパク質が果たす役割を理解することで、翼状骨の進行性を減らすことを目的とした新規療法につながる可能性があります。

PURPOSE: Pterygia are a common, benign, fibrovascular, and infiltrative process of the corneal-conjunctival junction of unknown pathogenesis. Matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of proteolytic enzymes active against all components of the extracellular matrix, whose activity is specifically neutralized by tissue inhibitors of MMPs (TIMPs). In the current study the hypothesis was that MMPs and TIMPs may actively participate in the formation and progression of pterygia. METHODS: In this study, 25 pterygium specimens and 15 normal conjunctival biopsies obtained from subjects undergoing surgery for glaucoma and cataract, were processed for immunohistochemistry or in situ hybridization. Pterygium epithelial cells (PECs) were cultured under serum-free conditions and exposed to proinflammatory cytokines to determine both the mRNA and protein expression profiles of MMPs and TIMPs. RESULTS: Collagenase-1 and gelatinase A were expressed in all pterygia examined, specifically localized to the epithelium (directly adjacent to collagen type III), with gelatinase B expression exclusively associated with neutrophils. No collagenase-1 or gelatinase A was detected in normal conjunctiva. TIMP-1 and -3 were localized to epithelial cells with additional TIMP-3 immunoreactivity detected in the extracellular matrix, endothelial cells and leukocytes of all diseased tissue. TIMP-3 protein was evident in 4 of 15 normal conjunctiva. Induction of collagenase-1, gelatinase A, and TIMP-1 mRNA and protein was demonstrated in epithelial cells treated with tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1alpha, whereas TIMP-3 expression was unaltered. CONCLUSIONS: This is the first study to document the cellular expression of MMPs and TIMPs in pterygia and cultured human PECs. MMPs and TIMPs may contribute to the inflammation, tissue remodeling, and angiogenesis that characterize pterygia. Understanding the role these proteins play may lead to novel therapies intended to reduce the progressive nature of pterygia.