Critical roles of matrix metalloproteinases secreted by leukemic cells in the pathogenesis of central nervous system leukemia

Abstract

目的观察白血病细胞分泌的基质金属蛋白酶（MMP）-2和MMP-9对脑微血管内皮细胞（BMVEC）紧密连接蛋白ZO-1、claudin-5、occludin表达及对血脑屏障（BBB）通透性的影响，探讨MMP-2和MMP-9在中枢神经系统白血病（CNSL）发病机制中的作用。方法①实时定量PCR检测SHI-1、HL-60、U937细胞MMP-2、MMP-9基因的转录水平；明胶酶谱法检测细胞培养上清中MMP-2和MMP-9蛋白表达；体外穿膜实验观察各白血病细胞株的侵袭能力。②将原代人BMVEC接种于铺有Matrigel胶和纤维黏连蛋白包被的Transwell小室系统中，建立体外BBB模型。将蛋白酶抑制剂GM6001处理或未处理的SHI-1、HL-60、U937细胞或MMP-2/MMP-9基因沉默的SHI-1细胞接种于BBB模型的Transwell小室上层与BMVEC共培养，倒置相差显微镜观察BMVEC的形态变化，激光共聚焦显微镜观察紧密连接蛋白ZO-1、claudin-5和occludin的表达，计算白血病细胞的穿膜率。结果①SHI-1细胞表达较高转录水平的MMP-2和MMP-9及酶活性，且侵袭能力强于HL-60、U937细胞（P< 0.01）。②与HL-60、SHI-1和U937细胞共培养后，融合致密的BMVEC之间出现间隙、细胞呈单个生长，紧密连接蛋白ZO-1、claudin-5和occludin的表达明显下调，各白血病细胞均不同程度地穿过体外BBB进入Transwell小室下层。其中SHI-1细胞对BMVEC的形态改变及3种紧密连接蛋白的下调最为明显，穿膜率最高。GM6001明显抑制白血病细胞分泌MMP-2和MMP-9，使BMVEC的形态有所恢复，同时上调ZO-1、claudin-5和occludin的表达，降低了BBB的通透性。③用siRNA分别沉默MMP-2和MMP-9基因后，SHI-1细胞分泌MMP-2和MMP-9被抑制，SHI-1细胞穿膜率较沉默前分别下降43.64％和57.30%（P<0.01），ZO-1、claudin-5和occludin表达上调。结论白血病细胞株分泌的MMP-2和MMP-9能通过降解BMVEC紧密连接蛋白ZO-1、claudin-5和occludin而破坏BBB。