TEXT

Kollagenázy typu IV o velikosti 72 a 92 kD patří do skupiny sekretovaných zinkových metaloproteáz, které u savců rozkládají kolageny extracelulární matrix. Mezi další členy této skupiny patří intersticiální kolagenáza (MMP1; 120353) a stromelysin (MMP3; 185250). Kolagenáza typu IV o velikosti 72 kD (MMP2 neboli CLG4A; 120360) je vylučována z normálních kožních fibroblastů, zatímco kolagenáza o velikosti 92 kD (CLG4B) je produkována normálními alveolárními makrofágy a granulocyty. Kolagenáza 92-kD typu IV je také známá jako 92-kD želatináza, kolagenáza typu V nebo matrixová metaloproteináza-9 (MMP9); viz slovníček matrixových metaloproteináz, který uvádí Nagase et al. (1992).

Oba CLG4A a CLG4B mají 13 exonů a podobné umístění intronů (Huhtala et al., 1991). Třináct exonů u CLG4A i CLG4B je o tři více, než bylo zjištěno u ostatních členů této genové rodiny. Exony navíc kódují aminokyseliny domény podobné fibronektinu, která byla nalezena pouze u 72- a 92kD kolagenáz typu IV.

Hybridizací na hybridní DNA somatických buněk Collier et al. (1991) prokázali, že jak CLG4A, tak CLG4B se nacházejí na chromozómu 16. St Jean et al. (1995) však přiřadili CLG4B k chromozomu 20. Provedli vazebné mapování lokusu CLG4B v 10 referenčních rodokmenech CEPH pomocí polymorfního opakování dinukleotidů v 5-primární doprovodné oblasti genu. St Jean et al (1995) pozorovali skóre lod mezi 10,45 a 20,29 s markery pokrývajícími oblast chromozomu 20q11.2-q13.1. Další podporu pro přiřazení CLG4B k chromozomu 20 poskytla analýza hybridů somatických buněk člověka a hlodavce. Vzhledem k podobné struktuře genů mohl klon cDNA CLG4B použitý při mapování na chromozom 16 hybridizovat spíše s CLG4A než s CLG4B na chromozomu 20.

Linn et al. (1996) přeřadili MMP9 (jimi označovaný jako CLG4B) na chromozom 20 na základě 3 různých důkazů: screeningu panelu mapování somatických buněčných hybridů, fluorescenční in situ hybridizace a analýzy vazby pomocí nově identifikovaného polymorfismu. Mapovali také myší Clg4b na myší chromozom 2, který nemá žádnou známou homologii s lidským chromozomem 16, ale má velké oblasti homologie s lidským chromozomem 20.

Laterveer et al. (1996) prokázali, že interleukin-8 (IL8; 146930) vyvolává rychlou mobilizaci hematopoetických progenitorových buněk (HPC) z kostní dřeně opic rhesus. Protože aktivace neutrofilů pomocí IL8 vyvolává uvolňování MMP9, který se podílí na degradaci molekul extracelulární matrix, Opdenakker et al. (1998) a Pruijt et al. (1999) předpokládali, že uvolňování MMP9 může vyvolat mobilizaci kmenových buněk štěpením molekul matrix, na které jsou kmenové buňky navázány. Pruijt et al. (1999) ukázali, že mobilizaci HPC lze zabránit předběžným ošetřením inhibiční protilátkou proti gelatináze B, což naznačuje, že MMP9 se podílí na mobilizaci HPC vyvolané IL8 jako mediátor. Van den Steen et al. (2000) ukázali, že N-terminální štěpení IL8 zprostředkované MMP9 potencuje aktivaci neutrofilů IL8, měřeno zvýšeným intracelulárním vápníkem, sekrecí MMP9 a chemotaxí neutrofilů.

Yu a Stamenkovic (2000) identifikovali funkční vztah mezi hyaluronovým receptorem CD44 (107269), MMP9 a transformujícím růstovým faktorem beta (TGFB; viz 190180) při kontrole remodelace tkáně spojené s nádorem. Ukázali, že několik izoforem CD44 exprimovaných na buňkách myšího mamárního karcinomu poskytuje na povrchu buněk dokovací receptory pro proteolyticky aktivní MMP9. Lokalizace MMP9 na povrchu buněk je nezbytná pro podporu nádorové invaze a angiogeneze. Exprese MMP9 na buněčném povrchu stimulovala tvorbu kapilárních trubic hovězími mikrovaskulárními endotelovými buňkami. Yu a Stamenkovic (2000) prokázali, že MMP9 a MMP2 proteolyticky štěpí latentní TGFB2 (190220), což je mechanismus nutný k aktivaci TGFB. Autoři naznačili, že aktivace TGFB může být součástí mechanismu, kterým aktivita MMP9 indukuje nebo podporuje angiogenezi.

Opdenakker et al (1991) a Gijbels et al (1992) zjistili pomocí testů substrátové konverze zvýšené hladiny MMP9 v synoviální tekutině pacientů s artritidou, respektive v mozkomíšním moku pacientů s roztroušenou sklerózou. Price et al. (2001) zjistili významně vyšší koncentraci MMP9 na leukocyt v mozkomíšním moku dospělých pacientů s tuberkulózní meningitidou než u pacientů s bakteriální nebo virovou meningitidou. Studie in vitro ukázaly, že ke stimulaci produkce MMP9 nejsou zapotřebí životaschopné bacily. Na rozdíl od změn v expresi MMP9 byly MMP2 a tkáňový inhibitor metaloproteinázy-1 (TIMP1; 305370) exprimovány konstitutivně a tyto látky nepůsobily proti aktivitě MMP9. Zvýšená aktivita MMP9 souvisela s bezvědomím, zmateností, ložiskovým neurologickým poškozením a úmrtím u pacientů s tuberkulózní meningitidou.

Pomocí RT-PCR, želatinové zymografie a analýzy Western blot Kanbe et al. (1999) prokázali, že kultivované lidské žírné buňky po aktivaci exprimují mRNA MMP9 a že supernatanty kultury produkují 92-kD protein MMP9 s želatinolytickou aktivitou. Imunohistochemická analýza detekovala MMP9 v žírných buňkách v lidské kůži, plicích a synoviální tkáni. Kanbe et al. (1999) dospěli k závěru, že žírné buňky produkují MMP9, který může přispívat k degradaci extracelulární matrix a absorpci v procesu alergických i nealergických reakcí.

Pomocí monoklonální protilátky na sérii dobře charakterizovaných parafinových řezů nádorů hypofýzy Turner et al (2000) zkoumali, zda exprese MMP9 hraje roli při umožnění angiogeneze a invaze různými typy nádorů hypofýzy. Zjistili, že invazivní makroprolaktinomy exprimují MMP9 významně častěji než neinvazivní makroprolaktinomy. Invazivní makroprolaktinomy vykazovaly vyšší hustotu barvení MMP9 než neinvazivní nádory a normální hypofýza nebo mezi různě velkými prolaktinomy. Exprese MMP9 souvisela s agresivním chováním nádoru. Autoři dospěli k závěru, že exprese MMP9 je přítomna u některých invazivních a recidivujících adenomů hypofýzy a u většiny karcinomů hypofýzy. Přestože mechanismy, jimiž exprese MMP9 ovlivňuje rekurenci a invazivitu nádorů, a její souvislost s angiogenezí je třeba ještě objasnit, tato pozorování naznačují, že budoucí potenciální terapeutickou strategií u některých nádorů hypofýzy může být podávání syntetického inhibitoru MMP9.

Koncentrace MMP9 je zvýšená v tekutině bronchoalveolární laváže (BAL), sputu, průduškách a séru astmatiků ve srovnání s normálními jedinci. Pomocí segmentální bronchoprovokace (SBP) a analýzy ELISA BAL alergických subjektů Kelly et al (2000) zjistili zvýšení MMP9 48 hodin po SBP u pacientů s antigenní výzvou ve srovnání s pacienty s fyziologickým roztokem. Inhibitor TIMP1 byl rovněž zvýšen u všech subjektů, ale poměr MMP9 a TIMP1 byl významně vyšší ve skupině s antigenem. V séru nebyly zjištěny žádné rozdíly. Imunocytochemická analýza prokázala expresi MMP9 především v neutrofilech. Kelly et al (2000) dospěli k závěru, že antigen může přispívat nejen k zánětu, ale také k případné remodelaci dýchacích cest u astmatu.

Osman et al. (2002) prokázali, že zralé dendritické buňky (DC) produkují více MMP9 než nezralé DC, což usnadňuje jejich migraci inhibovanou kyselinou hydroxaminovou přes gel in vitro a pravděpodobně i přes extracelulární matrix za účelem monitorování antigenního prostředí in vivo. Analýza RT-PCR ukázala, že zvýšená exprese MMP9 koreluje se snížením exprese TIMP1 a zejména TIMP2 (188825), zatímco exprese TIMP3 (188826) je zvýšená. Autoři dospěli k závěru, že rovnováha MMP a TIMP určuje čistou migrační kapacitu DC. Navrhli, že TIMP3 může být markerem pro zralé DC.

Ueda et al. (2002) zkoumali expresi genu a proteinu survivinu (603352) u benigního onemocnění podobného nádoru, endometriózy, a korelovali je s apoptózou a invazivním fenotypem endometriotických tkání. Hladiny genové exprese survivinu, MMP2, MMP9 a MMP14 (600754) v 63 pigmentovaných nebo nepigmentovaných endometriotických tkáních získaných chirurgicky od 35 žen s endometriózou byly porovnány s hladinami v normálním eutopickém endometriu získaném od 12 žen bez endometriózy. Hladiny exprese mRNA survivinu, MMP2, MMP9 a MMP14 v klinicky agresivních pigmentovaných lézích byly významně vyšší než v normálním eutopickém endometriu a exprese genu survivinu v pigmentovaných lézích byla rovněž vyšší než v nepigmentovaných lézích (P méně než 0,05). Mezi hladinami exprese genů survivinu a MMP2, MMP9 a MMP14 v 63 vyšetřovaných endometriotických tkáních byla zjištěna těsná korelace (P méně než 0,01). Autoři dospěli k závěru, že upregulace survivinu a MMP může kooperativně přispívat k přežívání a invazi endometriózy.

Po vynucené expresi v buněčné linii fibrosarkomu Yan et al (2003) zjistili, že MTA1 (603526) potlačuje expresi MMP9. MTA1 se přímo vázal na promotor MMP9 a potlačoval expresi prostřednictvím mechanismů závislých i nezávislých na histonech.

Wang et al. (2003) prokázali, že tkáňový aktivátor plazminogenu (TPA; 173370) zvyšuje regulaci MMP9 v buněčné kultuře a in vivo. Hladiny MMP9 byly nižší u myší s knockoutem TPA ve srovnání s divokým typem po fokální mozkové ischemii. V lidských mozkových mikrovaskulárních endoteliálních buňkách byl MMP9 po přidání rekombinantního TPA regulován. RNA interference naznačila, že tato odpověď je zprostředkována proteinem souvisejícím s LDL receptorem (LRP1; 107770), který avidně váže TPA a má signální vlastnosti.

Matsuyama et al. (2003) měřili cirkulující hladiny MMP2, MMP3 a MMP9 u 25 pacientů s Takayasuovou arteritidou (207600) a 20 zdravých kontrol odpovídajících věku a pohlaví. Hladiny všech 3 metaloproteináz byly vyšší u pacientů s aktivním onemocněním než u kontrol (p méně než 0,0001 pro každou z nich) a hladiny MMP2 zůstávaly zvýšené i v remisi. Naproti tomu zlepšení klinických příznaků a symptomů bylo u všech pacientů spojeno s výrazným snížením cirkulujících hladin MMP3 a MMP9 (p méně než 0,05). Matsuyama et al. (2003) dospěli k závěru, že MMP2 může být užitečný při diagnostice Takayasuovy arteritidy a že MMP3 a MMP9 lze použít jako markery aktivity tohoto onemocnění.

Ve studii 699 účastníků Framinghamské studie, kteří neměli v anamnéze srdeční selhání ani infarkt myokardu a kteří podstoupili rutinní echokardiografické vyšetření, Sundstrom et al (2004) zjistili, že detekovatelné plazmatické hladiny MMP9 byly spojeny s většími rozměry levé komory a větší tloušťkou stěny u mužů. Sundstrom et al. (2004) naznačili, že plazmatická hladina MMP9 může být markerem degradace srdeční extracelulární matrix, což je proces podílející se na remodelaci levé komory.

Nair et al. (2006) pomocí strategie expresního klonování s lidskými fibrosarkomovými buňkami HT1080 identifikovali SM22 (TAGLN; 600818) jako regulátor exprese MMP9. Stabilní exprese SM22 v buňkách HT1080 potlačovala expresi MMP9, zatímco potlačení SM22 pomocí malé interferující RNA v lidských plicních fibroblastech zvyšovalo expresi a enzymatickou aktivitu MMP9. Exprese Mmp9 byla slabá v děložní tkáni divokého typu myší, která konstitutivně exprimuje Sm22, ale byla silná v děložní tkáni Sm22 -/- myší. Mutační analýza ukázala, že N-koncová kalponinová homologická doména SM22, ale nikoli aktinová vazebná doména, zprostředkovává represi MMP9, pravděpodobně prostřednictvím interference se signalizací ERK1 (MAPK3; 601795) a ERK2 (MAPK1; 176948). Nair et al. (2006) dospěli k závěru, že SM22, který často vykazuje sníženou expresi u rakoviny, reguluje expresi MMP9.

Pomocí modifikovaného angiogenního modelu Ardi et al (2007) prokázali, že intaktní lidské neutrofily, obsah jejich granulí a konkrétně neutrofilní MMP9 mají silnou proangiogenní aktivitu v nepřítomnosti TIMP1.

Gong et al (2008) zjistili, že Plg (173350) -/- myši vykazovaly sníženou migraci makrofágů přes extracelulární matrix (ECM) a sníženou aktivaci Mmp9 po vyvolání peritonitidy. Injekce aktivního Mmp9 zachránila migraci makrofágů u Plg -/- myší. Migrace makrofágů a tvorba aneuryzmat byly rovněž sníženy u Plg -/- myší, kterým bylo indukováno aneuryzma břišní aorty (AAA). Podávání aktivního Mmp9 Plg -/- myším podporovalo infiltraci makrofágů a rozvoj AAA. Gong et al. (2008) dospěli k závěru, že PLG reguluje migraci makrofágů při zánětu prostřednictvím aktivace MMP9, který následně reguluje schopnost makrofágů migrovat přes ECM.

Lausch et al. (2009) naznačili, že existuje funkční souvislost mezi MMP13 (600108) a MMP9 v endochondrální osifikaci, protože narušená funkce proteinu MMP9, způsobená přímou inaktivací (u recesivního onemocnění v důsledku ztráty funkce MMP9), poruchou aktivace (u recesivního onemocnění způsobeného ztrátou funkce MMP13) nebo transkatalytickou degradací (u dominantního onemocnění způsobeného ziskem funkce MMP13) se zdá být společným následným krokem v patogenezi metafyzární anadysplazie (MANDP1, 602111; MANDP2, 613073).

Pathak et al. (2011) studovali expresi IL1B (147720), MMP9, solubilního IL1R2 (147811) a IL17 (viz 603149) v plazmě a v buňkách periferní krve u 47 pacientů s autoimunitním onemocněním vnitřního ucha nebo se senzorineurální ztrátou sluchu pravděpodobně imunologického původu, kteří byli léčeni kortikosteroidy. Zjistili, že 18 pacientů nereagujících na kortikosteroidy exprimovalo významně vyšší hladiny IL1B a MMP9, ale nikoli IL17 nebo rozpustného IL1R2, ve srovnání s pacienty klinicky reagujícími na kortikosteroidy. Analýza RT-PCR ukázala, že léčba kontrolních krevních buněk IL1B indukovala expresi MMP9. Léčba katalytickou doménou MMP9 plus dexametazonem, ale ne samotným MMP9, recipročně indukovala expresi IL1B. Ošetření buněk samotným dexametazonem zvýšilo expresi IL1R2 v buňkách a plazmě a exprese IL1R2 se dále zvýšila po přidání MMP9. V buňkách pacientů reagujících na léčbu snížila léčba dexametazonem expresi IL1B a MMP9, zatímco expresi IL1B bylo možné snížit pouze v buňkách nereagujících na léčbu léčbou anakinrou, rozpustným antagonistou IL1R (IL1RN; 147679). Pathak et al. (2011) navrhli, že blokáda IL1B může být vhodnou terapií pro pacienty s autoimunitním onemocněním vnitřního ucha nebo senzorineurální ztrátou sluchu, kteří nereagují na kortikosteroidy.

Metafyzární anadysplazie 2

Lausch et al. (2009) zkoumali molekulární podstatu metafyzární anadysplazie u 5 rodin. U postižených členů nekonsangvinní pákistánské rodiny identifikovali homozygotnost pro mutaci v genu MMP9 (120361.0001); viz MANDP2 (613073). U dalších 3 rodin identifikovali heterozygotní mutace v genu MMP13 (600108.0002 a 600108.0003); viz MANDP1 (602111). Lausch et al. (2009) zjistili, že recesivní MANDP (MANDP2) je způsobena homozygotní ztrátou funkce MMP9, zatímco dominantní MANDP (MANDP1) je způsobena missense mutacemi v prodoméně MMP13; tyto mutace podmiňují autoaktivaci MMP13 a intracelulární degradaci MMP13 i MMP9, což vede k dvojitému enzymatickému deficitu. V páté rodině studované Lauschem et al. (2009) byl proband (pacient 11) homozygotní pro missense mutaci v genu MMP13 (H213N; 600108.0004). Bonafe et al (2014) uvádí, že ačkoli byl tento marocký chlapec původně diagnostikován jako pacient s recesivní formou MANDP1, zpětně u něj bylo možné diagnostikovat Spahrův typ metafyzární dysplazie (MDST; 250400).

Asociativní studie

Zhang et al. (1999) prokázali, že polymorfismus (-1562C-T) v promotorové oblasti genu MMP9 má funkční vliv na transkripci a souvisí se závažností aterosklerózy u pacientů s ischemickou chorobou srdeční. Na základě tohoto podnětu Zhang et al. (1999) katalogizovali sekvenční varianty v 2,2kb promotorové sekvenci a všech 13 exonech (celkem 3,3 kb) genu MMP9. Identifikovali celkem 10 variabilních míst, 4 v promotorové oblasti, 5 v kódující oblasti (z nichž 3 měnily kódovanou aminokyselinu) a 1 v 3-primární nepřekládané sekvenci. Kontrola sekvence naznačila, že některé z variant budou mít funkční dopad buď na úroveň exprese, nebo na enzymatickou aktivitu. Mezi variantami byla zjištěna těsná vazebná nerovnováha po celé délce genu a byly stanoveny frekvence různých haplotypů.

Bylo naznačeno, že matrixové metaloproteinázy hrají roli v patogenezi plicního emfyzému. MMP9 a MMP12 (601046) představují většinu aktivity elastáz odvozených od makrofágů u kuřáků. Minematsu et al. (2001) studovali souvislost mezi funkčním polymorfismem MMP9, -1562C-T, a rozvojem plicního emfyzému u 110 kuřáků a 94 nekuřáků v Japonsku. Frekvence alely T byla vyšší u 45 kuřáků s výrazným emfyzémem na CT hrudníku než u 65 kuřáků bez něj (0,244 vs 0,123; p = 0,02). Výsledky naznačují, že polymorfismus MMP9 působí jako genetický faktor pro vznik plicního emfyzému vyvolaného kouřením.

Sekvenováním všech 13 exonů MMP9 a doprovodných oblastí u 290 japonských dětských pacientů s atopickým astmatem a 638 zdravých japonských kontrol identifikovali Nakashima et al. (2006) 17 SNP a 5 z nich vybrali pro asociační studie. Významné asociace s rizikem dětského atopického astmatu byly zjištěny u SNP 2127G-T v intronu 4 a nesynonymního SNP 5546G-A (arg668 až gln; R668Q) v exonu 12 (p 0,0032 a 0,0016). Haplotyp obsahující 2127T a 5546A byl rovněž spojen s atopií (p 0,0053). Léčba normálních lidských bronchiálních epiteliálních buněk ukázala, že poly(I:C) je jediným agonistou receptoru podobného Toll (TLR; viz 601194), který zvyšuje expresi MMP9. Reportérová analýza ukázala zvýšenou aktivitu s promotorovým SNP MMP9 -1590C-T, který je v silné vazebné nerovnováze s 2127G-T. Nakashima et al. (2006) dospěli k závěru, že MMP9 hraje důležitou roli v astmatu.

V asociační studii případů a kontrol zahrnující 2 nezávislé japonské kohorty zjistili Hirose et al. (2008) významnou asociaci mezi missense SNP v genu MMP9 (G279R; rs17576) a herniací bederního disku (LDH; 603932). Intronický SNP v genu THBS2 (rs9406328; 188061.0001) byl rovněž silně spojen s LDH v japonské populaci a vykazoval kombinovaný účinek s MMP9, s poměrem šancí 3,03 pro genotyp, který byl homozygotní pro náchylnostní alely obou SNP.

Cíleným narušením v embryonálních kmenových buňkách vytvořili Vu et al. (1998) homozygotní myši s nulovou mutací v genu pro MMP9/gelatinázu B. V roce 1998 vytvořili myši s nulovou mutací v genu pro MMP9. Tyto myši vykazovaly abnormální vzorec vaskularizace a osifikace růstové ploténky skeletu. Ačkoli se hypertrofické chondrocyty vyvíjely normálně, apoptóza, vaskularizace a osifikace byly opožděné, což vedlo k postupnému prodlužování růstové ploténky na přibližně osminásobek normálu. Po 3 týdnech po narození došlo ke kompenzaci aberantní apoptózy, vaskularizace a osifikace, čímž došlo k remodelaci zvětšené růstové ploténky a nakonec vznikl axiální skelet normálního vzhledu. Transplantace buněk kostní dřeně divokého typu zachránila vaskularizaci a osifikaci v růstových ploténkách Mmp9-null, což naznačuje, že tyto procesy jsou zprostředkovány buňkami kostní dřeně, které exprimují Mmp9 a jsou označovány jako chondroklasty. Růstové destičky z Mmp9-nulových myší v kultuře vykazovaly opožděné uvolňování angiogenního aktivátoru, čímž byla stanovena úloha této proteinázy v řízení angiogeneze.

Dubois et al. (1999) vytvořili Mmp9-deficientní myši nahrazením katalytické a zinkově vazebné domény antisense orientovaným genem pro rezistenci k neomycinu. Zjistili, že mladé myši Mmp9 -/- jsou odolné vůči indukci experimentální autoimunitní encefalomyelitidy (EAE). U dospělých myší Mmp9 -/- se rozvinula EAE, ale na rozdíl od myší divokého typu se u nich nevyskytovaly nekrotizující léze ocasu s hyperplazií osteokartilaginózní tkáně. Dubois et al. (1999) dospěli k závěru, že MMP9 se podílí na vývoji imunitního systému a na sklonu k rozvoji autoimunitního onemocnění.

Coussens et al. (2000) uvedli, že transgenní myši s nedostatkem Mmp9 vykazují sníženou hyperproliferaci keratinocytů ve všech stadiích neoplazie a snížený výskyt invazivních nádorů. Nicméně ty karcinomy, které vznikly při absenci Mmp9, vykazovaly větší ztrátu diferenciace keratinocytů, což svědčí o agresivnějším a vyšším stupni nádoru. MMP9 je převážně exprimován v neutrofilech, makrofázích a žírných buňkách, nikoli v onkogen-pozitivních neoplastických buňkách. Chimérické myši exprimující Mmp9 pouze v buňkách hematopoetického původu, vytvořené transplantací kostní dřeně, rekonstituovaly příspěvek MMP9 závislý na dlaždicové karcinogenezi. Zánětlivé buňky tedy mohou být spolupachateli v karcinogenezi.

Gu et al. (2002) uvedli aktivaci Mmp9 neuronální syntázou oxidu dusnatého (NOS1; 163731) v myším modelu mozkové ischemie. Imunochemická analýza ischemické kůry po cévní mozkové příhodě u divokých zvířat ukázala, že aktivovaný Mmp9 se v neuronech kolokalizoval s Nos1. Aktivace Mmp9 byla po cévní mozkové příhodě zrušena u Nos1 nulových myší nebo u myší divokého typu léčených inhibitorem NOS. Biochemická analýza a hmotnostní spektrometrie odhalily, že aktivace MMP9 je iniciována NOS1 prostřednictvím S-nitrosylace Zn(2+)-koordinačního cysteinu v aktivním místě MMP9. Další oxidace způsobuje ireverzibilní modifikaci zbytku na kyselinu sulfinovou nebo sulfonovou. Gu et al. (2002) prokázali, že aktivovaný MMP9 vede ke smrti neuronálních buněk. Ošetření kultivovaných cerebrokortikálních neuronů MMP9 aktivovaným NOS1 zvýšilo apoptózu a oddělování od kultivační misky. Předběžné ošetření inhibitorem MMP zablokovalo smrt neuronálních buněk.

MMP9 indukovaná v buňkách kostní dřeně uvolňuje rozpustný Kit ligand (KITLG; 184745), což umožňuje přesun endoteliálních a hematopoetických kmenových buněk (HSC) z klidové do proliferační niky. Heissig et al. (2002) zjistili, že ablace kostní dřeně u myší divokého typu Mmp9 indukuje Sdf1 (600835), což zvyšuje expresi Mmp9 a způsobuje vylučování Kitlg a nábor Kit (164920) pozitivních kmenových/progenitorů. U myší Mmp9 -/- bylo uvolňování Kitlg a motilita HSC narušeny, což vedlo k selhání hematopoetického zotavení a zvýšené mortalitě, zatímco exogenní Kitlg obnovil hematopoézu a přežití po ablaci kostní dřeně. Uvolnění Kitlg pomocí Mmp9 umožnilo repopulačním buňkám kostní dřeně přemístit se do permisivní cévní niky, která podporuje diferenciaci a obnovu fondu kmenových/progenitorových buněk.

Zkoumáním účinků transgenu Il13 (147683) na myši divokého typu a myši s nedostatkem Mmp9 nebo Mmp12 Lanone et al. (2002) zjistili, že eozinofilní a lymfocytární zánět a alveolární remodelace v plicích zprostředkovaná IL13, ke které dochází u astmatu (600807), CHOPN (606963) a intersticiálního plicního onemocnění, závisí na mechanismech MMP9 i MMP12. Výsledky ukázaly, že MMP9 inhibuje akumulaci neutrofilů, ale na rozdíl od MMP12 nemá žádný vliv na akumulaci eozinofilů, makrofágů nebo lymfocytů. Dále bylo zjištěno, že IL13 indukovaná produkce MMP2 (120360), MMP9, MMP13 (600108) a MMP14 je závislá na MMP12.

V kultuře myších mozkových endoteliálních buněk Lee et al. (2003) zjistili, že amyloid beta peptid (APP; 104760) indukuje syntézu, uvolňování a aktivaci MMP9, což vede ke zvýšené degradaci extracelulární matrix. V mozku transgenních myší exprimujících mutaci APP spojenou se zvýšeným ukládáním amyloidu, podobně jako je tomu u mozkové amyloidní angiopatie (CAA) (viz 105150), byla imunoreaktivita MMP9 zjištěna v 79 % míst mikrohemoragie. Lee et al (2003) dospěli k závěru, že vaskulární exprese MMP9, indukovaná ukládáním amyloidu beta, může přispívat ke vzniku spontánního intracerebrálního krvácení u CAA.

Gursoy-Ozdemir et al. (2004) indukovali kortikální spreading depression (CSD) u potkanů a myší divokého typu a u myší s nulovým Mmp9. U zvířat divokého typu zjistili zvýšené hladiny Mmp9 během 3 až 6 hodin v kůře ipsilaterálně od CSD. Gelatinolytická aktivita a únik plazmatických proteinů byly zjištěny 30 minut, resp. 3 hodiny po CSD; obojí bylo potlačeno podáním inhibitoru metaloproteázy. U myší s nulovým Mmp9 nebyl únik proteinů zjištěn. Gursoy-Ozdemir et al. (2004) dospěli k závěru, že intenzivní depolarizace neuronů a glií zahajuje kaskádu, která narušuje hematoencefalickou bariéru mechanismem závislým na MMP9.

Su et al. (2006) na mezenterických rezistenčních tepnách divokého typu a Mmp9 -/- myší zjistili, že inhibice Mmp2/Mmp9 významně snižuje myogenní tonus u divokého typu, ale ne u Mmp9 -/- myší. Exprese Enos (NOS3; 163729) byla u Mmp9 -/- myší také zvýšená. Farmakologická inhibice Enosu významně snížila odpověď endotelu na smykové napětí, která byla výraznější u Mmp9 -/- rezistenčních tepen. Su et al. (2006) dospěli k závěru, že MMP9 má selektivní účinek na funkci endotelu.

Taylor et al. (2006) uvedli, že myší kmen (C57BL/6) s vyšší odolností vůči infekci Mycobacterium tuberculosis exprimuje vyšší hladiny aktivního proteinu Mmp9 než citlivý kmen (CBA/J). Předpokládali, že exprese aktivního Mmp9 mohla usnadnit časnou diseminaci M. tuberculosis, která byla spojena s indukcí imunity typu Th1 a ochranou u myší C57BL/6. Blokování Mmp9 širokospektrým inhibitorem snížilo časnou diseminaci. Myši bez Mmp9 a infikované M. tuberculosis byly méně schopné rekrutovat makrofágy do plic a zahájit remodelaci tkáně, která by usnadnila vývoj dobře vytvořených granulomů.

V aneuryzmatické aortální tkáni z myší s deficitem Fbn1 (134797), modelu Marfanova syndromu (154700), zjistili Chung et al. (2007) upregulaci Mmp2 a Mmp9, doprovázenou závažnou fragmentací a degradací elastických vláken. Kontrakční síla v odpovědi na depolarizaci nebo stimulaci receptorů byla u aneuryzmatické hrudní aorty o 50 až 80 % nižší než u kontrol, ale exprese alfa-hladkého svalového aktinu (ACTC1; 102540) v aortě marfanských myší a myší divokého typu se významně nelišila. Chung et al. (2007) dospěli k závěru, že MMP2 a MMP9 jsou při tvorbě aneuryzmat hrudní aorty u Marfanova syndromu zvýšeny a že výsledná degenerace elastických vláken se zhoršením kontrakce aorty a mechanických vlastností může vysvětlovat patogenezi aneuryzmat hrudní aorty.

V myším modelu chronické neuropatické bolesti vyvolané podvazem míchy Kawasaki et al (2008) zjistili rychlou a přechodnou zvýšenou expresi Mmp9 v poškozených primárních senzorických neuronech dorzálního kořenového ganglia. Upregulace Mmp2 vykazovala opožděnou odpověď v satelitních buňkách dorzálního kořenového ganglia a míšních astrocytech. Lokální inhibice Mmp9 potlačila časnou fázi neuropatické bolesti a inhibice Mmp2 potlačila pozdější fázi neuropatické bolesti. Intratekální podání Mmp9 nebo Mmp2 vyvolalo příznaky bolesti. Mmp9-nulové myši nevykazovaly časnou fázi mechanické alodynie, ale bolest se u nich rozvinula 10. den. Další studie ukázaly, že bolest byla spojena s Mmp9 a Mmp2 štěpením IL1B (147720) a také s aktivací mikroglie a astrocytů. Tato zjištění naznačila časový mechanismus vzniku neuropatické bolesti.

Volkman et al. (2010) zaznamenali, že mykobakterie řídí tvorbu časných granulomů prostřednictvím svého lokusu region of difference-1 (RD1), který kóduje sekreční systém Esat6 (Esx1), který se skládá z nejméně 10 genů, včetně Esat6. Za použití zebřiček infikovaných Mycobacterium marinum jako modelu tvorby tuberkulózního granulomu Volkman et al. (2010) ukázali, že 6-kD protein Esat6 indukuje produkci Mmp9 epiteliálními buňkami sousedícími s infikovanými makrofágy, jak bylo prokázáno konfokální mikroskopií. Mmp9 zvyšuje nábor makrofágů, které tvoří časný granulom, což namísto omezení infekce umožňuje počáteční expanzi počtu bakterií. Mycobacterium marinum postrádající lokus RD1 nedokázalo indukovat Mmp9 a granulomy. Přechodné vyřazení exprese Mmp9 u zebřiček snížilo tvorbu granulomu a bakteriální zátěž. Injekce Esat6 rybám postrádajícím makrofágy rovněž vedla k produkci Mmp9 epiteliálními buňkami způsobem nezávislým na Tnf 191160 a Myd88 602170. Volkman et al. (2010) navrhli, že zachycení MMP9 může být široce užitečné při léčbě různých zánětlivých stavů a tuberkulózy. Agarwal a Bishai (2010) poznamenali, že cílení na Esat6 by mohlo být protivirovou strategií analogickou k antitoxinové léčbě a že inhibice MMP9 by podobně jako léčba tuberkulózní meningitidy kortikosteroidy (viz Price et al. (2001)) mohla rozšířit antibiotickou léčbu.