2020年8月17日，来自葡萄牙科英布拉大学审计科学和细胞生物学中心的LinoFerreira教授在“Naturecommunications”发表了题为“VulnerabilityofprogeroidsmoothmusclecellstobiomechanicalforcesismediatedbyMMP13”的文章。研究主要开发了一种从诱导多功能干细胞（inducedPluripotentStemCells,iPSCs）产生的HGPS-SMCs组成的微流控芯片。这种芯片可以作为治疗早衰综合征的方法，弥补临床前期和临床治疗的不足。

研究简介：

早衰综合征（Hutchinson-GilfordProgeriaSyndrome,HGPS）是一种导致儿童过早死亡的早衰疾病。这是由laminA/C基因（LMNA）单一突变引起的，并且会产生一种称为progerin的异常lamin前体。在HGPS个体中，平滑肌细胞（SmoothMuscleCells,SMCs）是最受影响的细胞类型。近来研究发现，从HGPS患者的成纤维细胞中能产生iPSCs（文后都称为HGPS-iPSCs）。令人惊讶的是，HGPS-iPSCs在多能状态下显示出了laminA/C和progerin蛋白低表达。然而，在HGPS-iPSC分化SMCs后，progerin的表达重新被激活。作者开发出一种在微流装置的流动条件下培养HGPS-iPSCs分化的SMCs的体外细胞系统。为了制作芯片，作者研究出将HGPS-iPSC分化成具有功能的HGPS-SMCs的方法，并证明HGPS-iPSC-SMCs与其他表达progerin的细胞有相似的性质。同时，作者证明HGPS-iPSC-SMCs易受动脉流剪切压力的影响，并且这一结果在LmnaG609G/G609G小鼠的离体平滑肌细胞上得到了有效证明。利用芯片，作者确定了MMP13的表达量上调是HGPS-SMC易受流动剪切压力影响的重要介质，并且确认了MMP13在LmnaG609G/G609G小鼠体内的作用。之后，作者使用广谱基质金属蛋白酶抑制剂BB-94和MMP13特异性抑制剂4-fluoro-3-methylbenzylamide均可减少流动条件下培养的HGPS-iPSCSMCs，并且敲除MMP13的SMCs提高了HGPS-iPSC的SMCs在流动条件下的稳定性，因此MMP13在流动条件下调节HGPS-iPSC的SMCs损失。而在LmnaG609G/G609G小鼠中抑制MMP13可显著增加主动脉弓SMCs数量。最后，作者发现MMP13的激活时通过糖萼（Glycocalyx）激活介导的。

图1.流动剪切应力下培养的HGPS-iPSCSMCs中MMP13的活性

图2.SMCs中MMP13的表达是由硫酸肝素的增加引起

基质金属蛋白酶是一类需要锌和钙来表达催化活性的内源性蛋白酶家族。这些酶在维持和重建细胞外基质中起着中心作用。MMPs与各种退行性疾病有关，包括关节炎、心血管疾病、骨骼增长板障碍和癌症转移。MMPs在肿瘤中的作用机制非常复杂，在肿瘤发生、生长、血管生成及转移的多个阶段均发挥作用。云克隆提供基质金属蛋白酶相关指标蛋白、抗体以及ELISA试剂盒产品，广泛的应用于人、小鼠、大鼠、猪、羊等多个物种的检测。目前客户使用云克隆基质金属蛋白酶相关指标产品发表的SCI文献已超过330篇。