大動脈弁狭窄症におけるMMP-10（マトリックスメタロプロテアーゼ-10）の役割

A Role for MMP-10 (Matrix Metalloproteinase-10) in Calcific Aortic Valve Stenosis.

• Lara Matilla
• Carmen Roncal
• Jaime Ibarrola
• Vanessa Arrieta
• Amaia García-Peña
• Amaya Fernández-Celis
• Adela Navarro
• Virginia Álvarez
• Alicia Gainza
• Josune Orbe
• Victoria Cachofeiro
• Guillermo Zalba
• Rafael Sádaba
• José A Rodríguez
• Natalia López-Andrés

抄録

目的:

大動脈弁（AV）の石灰化は、大動脈弁狭窄症（AS）の進行に重要な役割を果たしている。MMP-10（マトリックスメタロプロテアーゼ-10、ストロメライシン-2）は、動脈硬化における血管石灰化に関与している。我々は、MMP-10が石灰化性ASにおいて病態生理学的な役割を果たしているのではないかと仮説を立てた。アプローチと結果弁置換術を受けた患者の血液サンプル（AS112例、対照群349例）とAV（88例）を解析した。循環MMP-10はAS患者では対照群と比較して高く（<0.001）、TNFα（腫瘍壊死因子α、r=0.451、<0.0001）と相関していた。大動脈弁間質細胞マーカーα-SMA(α-平滑筋アクチン)とビメンチン、石灰化マーカーRunx2(Runt-related transcription factor 2)とSRY(sex-determining region Y)-box 9と共焦点化した大動脈弁間質細胞においてMMP-10が免疫化学的に検出された。AVにおけるMMP-10の発現は、RT-qPCRおよびウエスタンブロットによってさらに確認された。Ex vivoでは、AS患者のAVの条件付き培地でMMP-10が上昇し、インターロイキン-1β（r=0.5045、<0.001）およびBMP（骨形態形成タンパク質）-2（r=0.5003、<0.01）と関連していた。in vitroでは、組換えヒトMMP-10は、炎症性、線維性および骨形成マーカー（インターロイキン-1β、α-SMA、ビメンチン、コラーゲン、BMP-4、Sox9、OPN [osteopontin]、BMP-9、およびSmad 1/5/8; <0.05）の過剰発現を誘導した。05)と、ヒトAVから分離した大動脈弁間質細胞における細胞のミネラル化を、Akt(プロテインキナーゼB)のリン酸化が関与するメカニズムで抑制した。これらの作用は、生理的MMP阻害剤であるTIMP-1（組織阻害剤）や抗MMP-10抗体によって抑制された。

OBJECTIVE: Aortic valve (AV) calcification plays an important role in the progression of aortic stenosis (AS). MMP-10 (matrix metalloproteinase-10 or stromelysin-2) is involved in vascular calcification in atherosclerosis. We hypothesize that MMP-10 may play a pathophysiological role in calcific AS. Approach and Results: Blood samples (n=112 AS and n=349 controls) and AVs (n=88) from patients undergoing valve replacement were analyzed. Circulating MMP-10 was higher in patients with AS compared with controls (<0.001) and correlated with TNFα (tumor necrosis factor α; r=0.451; <0.0001). MMP-10 was detected by immunochemistry in AVs from patients with AS colocalized with aortic valve interstitial cells markers α-SMA (α-smooth muscle actin) and vimentin and with calcification markers Runx2 (Runt-related transcription factor 2) and SRY (sex-determining region Y)-box 9. MMP-10 expression in AVs was further confirmed by RT-qPCR and western blot. Ex vivo, MMP-10 was elevated in the conditioned media of AVs from patients with AS and associated with interleukin-1β (r=0.5045, <0.001) and BMP (bone morphogenetic protein)-2 (r=0.5003, <0.01). In vitro, recombinant human MMP-10 induced the overexpression of inflammatory, fibrotic, and osteogenic markers (interleukin-1β, α-SMA, vimentin, collagen, BMP-4, Sox9, OPN [osteopontin], BMP-9, and Smad 1/5/8; <0.05) and cell mineralization in aortic valve interstitial cells isolated from human AVs, in a mechanism involving Akt (protein kinase B) phosphorylation. These effects were prevented by TIMP-1 (tissue inhibitor of metalloproteinases type 1), a physiological MMP inhibitor, or specifically by an anti-MMP-10 antibody.

結論:

AS患者の大動脈弁で過剰発現しているMMP-10は、Aktリン酸化を介してASの石灰化に中心的な役割を果たしていると考えられる。MMP-10はASにおける大動脈弁石灰化の進行を遅らせるための新たな治療標的となる可能性がある。

CONCLUSIONS: MMP-10, which is overexpressed in aortic valve from patients with AS, seems to play a central role in calcification in AS through Akt phosphorylation. MMP-10 could be a new therapeutic target for delaying the progression of aortic valve calcification in AS.