マトリックスメタロプロテイナーゼ-12（MMP-12）SNPはMMP活性、肺マクロファージ浸潤に影響を与え、COPDの肺気腫から保護します

背景：最近の遺伝的および動物の研究は、慢性閉塞性肺疾患（COPD）の病因にマトリックスメタロプロテイナーゼ-12（MMP-12）を関与させています。MMP-12のRS652438のA/A対立遺伝子のホモ接合性の個人は、重度のCOPD患者の間で過剰に表現されることが以前に示されています（n = 1517）。これらの発見の機能的根拠を調べるために研究が行われました。 方法：RS652438 AおよびGバリアントは、部位指向の突然変異誘発によって生成され、COS7細胞にトランスフェクトされ、そこで発現されました。カゼインZymographyと特定のFRET活性アッセイを使用して、対立遺伝子間のMMP-12活性を比較しました。Transwellアッセイを使用して、細胞移動を調べました。2つのCOPDコホートの患者は、RS652438に対して遺伝子型であり、気管支肺胞洗浄液（n = 10）の炎症性細胞数と誘導された斑点（n = 262）に関連していました。肺気腫スコア（n = 1428）は、CTスキャンによって評価されました。 結果：平均MMP活性は、Zymography（P = 0.0049）により2.95倍高く、G対立遺伝子よりもA対立遺伝子のFRETアッセイ（P = 0.0001）で3.45倍高かった。A対立遺伝子を発現するCOS7細胞の平均移動は、G対立遺伝子を発現する人よりも2.31倍大きかった（P = 0.0001）。マクロファージ数は、気管支肺胞洗浄液（1.28倍の増加、p = 0.033）で大きく、A/gヘテロ接合体と比較してA/Aのsput（1.58倍増加、p = 0.083）が誘導されました。A対立遺伝子の存在は、肺気腫の増加と用量依存的に関連していた（P = 0.016）。 結論：RS652438 SNPはMMP-12活性を変化させ、A対立遺伝子はより活性であり、これはCOPD患者の肺のマクロファージ浸潤と肺気腫の増加に関連しています。これらの発見は、さらにMMP-12とCOPDのこのSNPを巻き込んでいます。

BACKGROUND: Recent genetic and animal studies have implicated matrix metalloproteinase-12 (MMP-12) in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). It has previously been shown that individuals homozygous for the A/A allele of rs652438 in MMP-12 are over-represented among patients with severe COPD (n=1517). A study was undertaken to examine the functional basis of these findings. METHODS: rs652438 A and G variants were generated by site-directed mutagenesis and transfected into COS7 cells where they were expressed. Casein zymography and a specific FRET activity assay were used to compare MMP-12 activity between alleles. Cell migration was examined using a transwell assay. Patients from two COPD cohorts were genotyped for rs652438 and associated with inflammatory cell number in bronchoalveolar lavage fluid (n=10) and induced sputum (n=262); the emphysema score (n=1428) was assessed by CT scanning. RESULTS: Mean MMP activity was 2.95-fold higher by zymography (p=0.0049) and 3.45-fold higher by FRET assay (p=0.0001) for the A allele than the G allele. Mean migration of COS7 cells expressing the A allele was 2.31-fold greater than for those expressing the G allele (p=0.0001). Macrophage numbers were greater in bronchoalveolar lavage fluid (1.28-fold increase, p=0.033) and induced sputum (1.58-fold increase, p=0.083) of A/A individuals compared with A/G heterozygotes. The presence of the A allele was dose-dependently associated with increased emphysema (p=0.016). CONCLUSIONS: The rs652438 SNP alters MMP-12 activity with the A allele being more active, which is associated with increased macrophage infiltration and emphysema in the lungs of patients with COPD. These findings further implicate MMP-12 and this SNP in COPD.