TEXT

A 72 és 92 kD típusú IV-es kollagenázok a szekretált cink-metalloproteázok egy csoportjának tagjai, amelyek emlősökben az extracelluláris mátrix kollagénjeit bontják. E csoport további tagjai az interstitialis kollagenáz (MMP1; 120353) és a stromelyzin (MMP3; 185250). A 72 kD-s IV. típusú kollagenázt (MMP2, vagy CLG4A; 120360) a normál bőr fibroblasztok szekretálják, míg a 92 kD-s kollagenázt (CLG4B) a normál alveoláris makrofágok és granulociták termelik. A 92 kD típusú IV-es kollagenáz 92 kD zselatináz, V. típusú kollagenáz vagy mátrix metalloproteináz-9 (MMP9) néven is ismert; lásd a Nagase és munkatársai (1992) által közölt mátrix metalloproteinázok glosszáriumát.

A CLG4A és a CLG4B egyaránt 13 exonnal és hasonló intronhelyzettel rendelkezik (Huhtala et al., 1991). Mind a CLG4A, mind a CLG4B 13 exonja 3-mal több, mint amennyit e géncsalád más tagjainál találtak. Az extra exonok a fibronektinszerű domén aminosavait kódolják, amelyet eddig csak a 72 és 92 kD-s IV-es típusú kollagenázokban találtak.

Collier és munkatársai (1991) szomatikus sejthibrid DNS-en végzett hibridizációval kimutatták, hogy mind a CLG4A, mind a CLG4B a 16-os kromoszómán helyezkedik el. St Jean és munkatársai (1995) azonban a CLG4B-t a 20-as kromoszómához rendelték. A CLG4B lókusz kapcsoltsági térképezését végezték el 10 CEPH referencia-pedigráfiában, a gén 5-prime flanking régiójában található polimorf dinukleotid ismétlődést használva. St Jean és munkatársai (1995) 10,45 és 20,29 közötti lod-pontszámokat figyeltek meg a 20q11.2-q13.1 kromoszómarégiót felölelő markerekkel. A CLG4B 20-as kromoszómához való hozzárendelését tovább erősítette a humán/rágcsáló szomatikus sejthibridek elemzése. A hasonló génszerkezetük miatt a 16-os kromoszómára való leképezéshez használt CLG4B cDNS-klón a CLG4A-val hibridizálódhatott, nem pedig a 20-as kromoszómán lévő CLG4B-vel.

Linn és munkatársai (1996) az MMP9-et (általuk CLG4B-ként hivatkozott) a 20-as kromoszómára helyezték át 3 különböző bizonyíték alapján: egy szomatikus sejthibrid térképezési panel szűrése, fluoreszcens in situ hibridizáció és egy újonnan azonosított polimorfizmus segítségével végzett kapcsolatelemzés. Az egér Clg4b-t az egér 2. kromoszómára is leképezték, amely nem rendelkezik ismert homológiával a humán 16. kromoszómával, de nagy homológiájú régiókkal a humán 20. kromoszómával.

Laterveer és munkatársai (1996) kimutatták, hogy az interleukin-8 (IL8; 146930) a vérképző őssejtek (HPC-k) gyors mobilizációját indukálja rhesusmajmok csontvelőjéből. Mivel a neutrofilek IL8 általi aktiválása az MMP9 felszabadulását indukálja, amely részt vesz az extracelluláris mátrix molekulák lebontásában, Opdenakker és munkatársai (1998), valamint Pruijt és munkatársai (1999) feltételezték, hogy az MMP9 felszabadulása az őssejtekhez kötődő mátrix molekulák hasításával indukálhatja az őssejtek mobilizációját. Pruijt és munkatársai (1999) kimutatták, hogy a HPC-k mobilizációja gátló anti-gelatináz B antitesttel történő előkezeléssel megakadályozható, ami arra utal, hogy az MMP9 a HPC-k IL8 által kiváltott mobilizációjának közvetítőjeként vesz részt. Van den Steen és munkatársai (2000) kimutatták, hogy az IL8 MMP9 által közvetített N-terminális hasadása potenciálja a neutrofilek IL8-aktiválását, amit a megnövekedett intracelluláris kalcium, az MMP9 szekréció és a neutrofil kemotaxis mérésével mértek.

Yu és Stamenkovic (2000) funkcionális kapcsolatot azonosított a hialuronsav receptor CD44 (107269), az MMP9 és a transzformáló növekedési faktor-béta (TGFB; lásd 190180) között a tumor-asszociált szöveti remodelling szabályozásában. Kimutatták, hogy az egér emlőráksejteken expresszálódó CD44 számos izoformája sejtfelszíni dokkoló receptort biztosít a proteolitikusan aktív MMP9 számára. Az MMP9 sejtfelszíni lokalizációja szükséges a tumorinvázió és az angiogenezis elősegítéséhez. Az MMP9 sejtfelszíni expressziója serkentette a szarvasmarha mikrovaszkuláris endotélsejtek kapilláriscsövek képződését. Yu és Stamenkovic (2000) kimutatta, hogy az MMP9 és az MMP2 proteolitikusan hasítja a látens TGFB2-t (190220), ami a TGFB aktiválásához szükséges mechanizmus. A szerzők felvetették, hogy a TGFB aktiválása része lehet annak a mechanizmusnak, amellyel az MMP9 aktivitása indukálja vagy elősegíti az angiogenezist.

Az Opdenakker és munkatársai (1991) és Gijbels és munkatársai (1992) szubsztrátkonverziós próbák segítségével az artritiszes betegek szinoviális folyadékában, illetve a szklerózis multiplexes betegek cerebrospinalis folyadékában megnövekedett MMP9-szintet mutattak ki. Price és munkatársai (2001) a felnőtt tuberkulózisos agyhártyagyulladásos betegek agy-gerincvelői folyadékában szignifikánsan magasabb MMP9-koncentrációt mutattak ki leukocitánként, mint a bakteriális vagy vírusos agyhártyagyulladásban szenvedő betegeknél. In vitro vizsgálatok azt mutatták, hogy az MMP9-termelés serkentéséhez nem szükségesek életképes bacilusok. Az MMP9 expressziójában bekövetkezett változásokkal ellentétben az MMP2 és a metalloproteináz-1 szöveti inhibitora (TIMP1; 305370) konstitutívan expresszálódott, és ez utóbbi nem állt szemben az MMP9 aktivitásával. Az emelkedett MMP9-aktivitás összefüggött az eszméletvesztéssel, zavartsággal, fokális neurológiai károsodással és a tuberkulózisos meningitisben szenvedő betegek halálával.

Kanbe és munkatársai (1999) RT-PCR, zselatin-zimográfia és Western blot analízis segítségével kimutatták, hogy a tenyésztett humán hízósejtek aktiválást követően MMP9 mRNS-t fejeznek ki, és a tenyésztési felülúszók 92 kD MMP9 fehérjét termelnek, amely zselatinolitikus aktivitással rendelkezik. Immunhisztokémiai elemzéssel kimutatták az MMP9-et emberi bőr, tüdő és szinoviális szövet hízósejtjeiben. Kanbe és munkatársai (1999) arra a következtetésre jutottak, hogy a hízósejtek MMP9-et termelnek, amely hozzájárulhat az extracelluláris mátrix lebontásához és felszívódásához az allergiás és nem allergiás reakciók folyamatában.

Az agyalapi mirigy tumorok jól jellemzett paraffinba ágyazott metszetein egy monoklonális antitestet használva Turner és munkatársai (2000) azt vizsgálták, hogy az MMP9 expressziója szerepet játszik-e a különböző agyalapi mirigy tumortípusok angiogenezisének és inváziójának lehetővé tételében. Azt találták, hogy az invazív makroprolaktinómák szignifikánsan nagyobb valószínűséggel expresszálták az MMP9-et, mint a nem invazív makroprolaktinómák. Az invazív makroprolaktinómák nagyobb sűrűségű MMP9 festődést mutattak, mint a nem invazív tumorok és a normál hipofízis, illetve a különböző méretű prolaktinómák között. Az MMP9-expresszió összefüggött az agresszív tumoros viselkedéssel. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az MMP9-expresszió jelen van egyes invazív és recidiváló hipofízisadenomákban és az agyalapi mirigy karcinómák többségében. Bár a mechanizmusok, amelyek révén az MMP9 expresszió befolyásolja a tumor kiújulását és invazivitását, valamint az angiogenezissel való kapcsolatát, még tisztázásra várnak, ezek a megfigyelések azt sugallták, hogy egyes hipofízis-tumorok esetében a jövőben lehetséges terápiás stratégia lehet egy szintetikus MMP9-gátló adása.

Asztmás személyek bronchoalveoláris mosófolyadékában (BAL), köpetében, hörgőiben és szérumában az MMP9 koncentrációja megnövekedett a normális egyénekéhez képest. Az allergiás alanyok BAL-jának szegmentális bronchoprovokációját (SBP) és ELISA-analízisét alkalmazva Kelly és munkatársai (2000) az antigénnel kihívott betegeknél az SBP után 48 órával megnövekedett MMP9-értéket mutattak ki a sóoldattal kihívott betegekhez képest. A TIMP1 inhibitor szintén emelkedett minden alanyban, de az MMP9 és a TIMP1 aránya szignifikánsan magasabb volt az antigénnel kihívott csoportban. A szérumban nem találtunk különbséget. Az immuncitokémiai elemzés az MMP9 expresszióját elsősorban a neutrofilekben mutatta ki. Kelly és munkatársai (2000) arra a következtetésre jutottak, hogy az antigén nemcsak a gyulladáshoz, hanem az esetleges légúti remodellinghez is hozzájárulhat asztmában.

Osman és munkatársai (2002) kimutatták, hogy az érett dendritikus sejtek (DC-k) több MMP9-et termelnek, mint az éretlen DC-k, ami megkönnyíti a hidroxaminsavval gátolható vándorlásukat a gélen keresztül in vitro és feltehetően az extracelluláris mátrixon keresztül az antigénes környezet megfigyelésére in vivo. Az RT-PCR-elemzés azt mutatta, hogy az MMP9 fokozott expressziója a TIMP1 és különösen a TIMP2 (188825) downregulációjával korrelál, míg a TIMP3 (188826) expressziója felfelé szabályozódik. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az MMP és a TIMP egyensúlya határozza meg a DC-k nettó migrációs képességét. Azt javasolták, hogy a TIMP3 az érett DC-k markere lehet.

Ueda és munkatársai (2002) a survivin (603352) gén- és fehérjeexpresszióját vizsgálták egy tumorszerű jóindulatú betegségben, az endometriózisban, és összefüggésbe hozták az endometriózisszövetek apoptózisával és invazív fenotípusával. A survivin, az MMP2, az MMP9 és az MMP14 (600754) génexpressziós szintjét 35 endometriózisban szenvedő nőből műtéti úton nyert 63 pigmentált vagy nem pigmentált endometriózisos szövetben összehasonlították a 12 endometriózis nélküli nőből nyert normál, eutópiás endometriumban mért értékekkel. A klinikailag agresszív pigmentált elváltozásokban a survivin, MMP2, MMP9 és MMP14 mRNS expressziós szintje szignifikánsan magasabb volt, mint a normál eutópiás endometriumban, és a survivin génexpressziója a pigmentált elváltozásokban szintén magasabb volt, mint a nem pigmentált elváltozásokban (P kevesebb, mint 0,05). Szoros korreláció volt a survivin és az MMP2, MMP9 és MMP14 génexpressziós szintje között 63 vizsgált endometriózisos szövetben (P kevesebb, mint 0,01). A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a survivin és az MMP-k felszabályozása együttműködve hozzájárulhat az endometriózis túléléséhez és inváziójához.

A Yan és munkatársai (2003) egy fibroszarkóma sejtvonalon történő kényszerített expresszió után azt találták, hogy az MTA1 (603526) elnyomja az MMP9 expresszióját. Az MTA1 közvetlenül kötődött az MMP9 promóteréhez és elnyomta az expressziót mind hisztonfüggő, mind -független mechanizmusokon keresztül.

Wang és munkatársai (2003) kimutatták, hogy a szöveti plazminogén aktivátor (TPA; 173370) felszabályozza az MMP9-et sejtkultúrában és in vivo. Az MMP9 szintje a TPA knockout egerekben alacsonyabb volt a vad típusú egerekhez képest a fokális agyi iszkémia után. Humán agyi mikrovaszkuláris endotélsejtekben az MMP9 felszabályozódott, amikor rekombináns TPA-t adtak hozzá. Az RNS-interferencia arra utalt, hogy ezt a választ az LDL-receptorral kapcsolatos fehérje (LRP1; 107770) közvetíti, amely avid módon megköti a TPA-t és jelátviteli tulajdonságokkal rendelkezik.

Matsuyama és munkatársai (2003) az MMP2, MMP3 és MMP9 keringő szintjét mérték 25 Takayasu arteritisben (207600) szenvedő betegnél és 20 korban és nemben illesztett egészséges kontrollnál. Mindhárom metalloproteináz szintje magasabb volt az aktív betegségben szenvedő betegeknél, mint a kontrolloknál (p mindegyiknél kevesebb, mint 0,0001), és az MMP2 szintje még remisszióban is emelkedett maradt. Ezzel szemben a klinikai tünetek javulása minden betegnél a keringő MMP3 és MMP9 szintjének jelentős csökkenésével járt együtt (p kevesebb, mint 0,05). Matsuyama és munkatársai (2003) arra a következtetésre jutottak, hogy az MMP2 hasznos lehet a Takayasu arteritis diagnosztizálásában, az MMP3 és az MMP9 pedig a betegség aktivitásmarkereként használható.

A Framingham Study 699 olyan résztvevőjének vizsgálatában, akiknek a kórtörténetében nem szerepelt szívelégtelenség vagy szívinfarktus, és akik rutin echokardiográfián estek át, Sundstrom és munkatársai (2004) azt találták, hogy a kimutatható plazma MMP9-szint összefüggött a bal kamra megnövekedett méreteivel és a férfiaknál a falvastagság növekedésével. Sundstrom és munkatársai (2004) felvetették, hogy a plazma MMP9 szintje a szív extracelluláris mátrix degradációjának markere lehet, amely folyamat részt vesz a bal kamra remodellingjében.

A HT1080 humán fibroszarkóma sejtekkel végzett expressziós klónozási stratégiát alkalmazva Nair és munkatársai (2006) az SM22-t (TAGLN; 600818) az MMP9 expresszió szabályozójaként azonosították. Az SM22 stabil expressziója a HT1080 sejtekben elnyomta az MMP9 expresszióját, míg az SM22 kis interferáló RNS-sel történő szuppressziója humán tüdő fibroblasztokban fokozta az MMP9 expresszióját és enzimatikus aktivitását. Az Mmp9 expressziója gyenge volt a vad típusú egér méhszövetben, amely konstitutívan expresszálja az Sm22-t, de erős volt az Sm22 -/- egerek méhszövetében. A mutációs analízis azt mutatta, hogy az SM22 N-terminális kalponin homológia doménje, de nem az aktinkötő domén közvetíti az MMP9 represszióját, valószínűleg az ERK1 (MAPK3; 601795) és ERK2 (MAPK1; 176948) jelátvitel interferenciáján keresztül. Nair és munkatársai (2006) arra a következtetésre jutottak, hogy az SM22, amely rákban gyakran csökkent expressziót mutat, szabályozza az MMP9 expresszióját.

Módosított angiogén modellt használva Ardi és munkatársai (2007) kimutatták, hogy az intakt humán neutrofilek, azok granuláris tartalma, és különösen a neutrofil MMP9 erős proangiogén aktivitással rendelkezik TIMP1 hiányában.

Gong és munkatársai (2008) azt találták, hogy a Plg (173350) -/- egerek csökkent makrofág transz-extracelluláris mátrix (ECM) migrációt és csökkent Mmp9 aktivációt mutattak peritonitis indukcióját követően. Az aktív Mmp9 injekciója megmentette a makrofágok migrációját a Plg -/- egerekben. A makrofág migráció és az aneurizma kialakulása szintén csökkent Plg -/- egerekben, amelyeknél hasi aorta aneurizmát (AAA) indukáltak. Az aktív Mmp9 beadása Plg -/- egereknek elősegítette a makrofágok beszivárgását és az AAA kialakulását. Gong és munkatársai (2008) arra a következtetésre jutottak, hogy a PLG az MMP9 aktiválásán keresztül szabályozza a makrofágok migrációját gyulladásban, ami viszont szabályozza a makrofágok ECM-en keresztüli migrációs képességét.

Lausch et al. (2009) felvetették, hogy az MMP13 (600108) és az MMP9 között funkcionális kapcsolat áll fenn az endokondrális csontosodásban, mivel az MMP9 fehérje funkciójának károsodása, közvetlen inaktiváció által okozott (recesszív betegségben az MMP9 funkcióvesztése miatt), károsodott aktiváció (az MMP13 funkcióvesztése miatti recesszív betegségben) vagy transzkatalitikus degradáció (az MMP13 funkciónövekedése miatti domináns betegségben) a metafízis anadysplasia patogenezisének közös downstream lépése (MANDP1, 602111; MANDP2, 613073).

Pathak és munkatársai (2011) az IL1B (147720), az MMP9, az oldható IL1R2 (147811) és az IL17 (lásd 603149) plazma- és perifériás vérsejtek expresszióját vizsgálták 47 olyan betegnél, akik vagy autoimmun belsőfül-betegségben vagy valószínűleg immunológiai eredetű szenzorineurális halláscsökkenésben szenvedtek, és akiket kortikoszteroidokkal kezeltek. Azt találták, hogy 18 kortikoszteroidra nem reagáló beteg szignifikánsan magasabb IL1B- és MMP9-szintet fejezett ki, de nem IL17-et vagy oldható IL1R2-t, mint a klinikailag reagáló betegek. Az RT-PCR-elemzés kimutatta, hogy a kontroll vérsejtek IL1B-vel való kezelése az MMP9 expresszióját indukálta. Az MMP9 katalitikus doménnel és dexametazonnal történő kezelés, de az MMP9 önmagában nem, kölcsönösen indukálta az IL1B expresszióját. A sejtek önmagában dexametazonnal történő kezelése növelte az IL1R2 expresszióját a sejtekben és a plazmában, és az IL1R2 expressziója tovább fokozódott az MMP9 hozzáadásával. A reagáló beteg sejtekben a dexametazon kezelés csökkentette az IL1B és az MMP9 expresszióját, míg a nem reagáló sejtekben az IL1B expresszióját csak az anakinra, az oldható IL1R antagonista (IL1RN; 147679) kezeléssel lehetett csökkenteni. Pathak et al. (2011) azt javasolta, hogy az IL1B-blokád életképes terápia lehet az autoimmun belsőfül-betegségben vagy szenzorineurális halláskárosodásban szenvedő betegek számára, akik nem reagálnak a kortikoszteroidokra.

Metaphysealis anadysplasia 2

Lausch és munkatársai (2009) 5 családban vizsgálták a metaphysealis anadysplasia molekuláris alapjait. Egy nem konszangvinikus pakisztáni család érintett tagjaiban homozigóziát azonosítottak az MMP9 gén mutációjára (120361.0001); lásd MANDP2 (613073). További 3 családban heterozigóta mutációt azonosítottak az MMP13 génben (600108.0002 és 600108.0003); lásd MANDP1 (602111). Lausch és munkatársai (2009) megállapították, hogy a recesszív MANDP-t (MANDP2) az MMP9 homozigóta funkcióvesztése okozza, míg a domináns MANDP-t (MANDP1) az MMP13 prodomainjában lévő miszense mutációk okozzák; ezek a mutációk meghatározzák az MMP13 autoaktiválását és mind az MMP13, mind az MMP9 intracelluláris degradációját, ami kettős enzimhiányt eredményez. A Lausch és munkatársai (2009) által vizsgált ötödik családban a próband (11. beteg) homozigóta volt az MMP13 gén miszense mutációjára (H213N; 600108.0004). Bonafe és munkatársai (2014) megállapították, hogy bár ezt a marokkói fiút eredetileg a MANDP1 recesszív formájával diagnosztizálták, visszamenőleg a metafízisdiszplázia Spahr-típusát (MDST; 250400) lehetett diagnosztizálni nála.

Asszociációs vizsgálatok

Zhang és munkatársai (1999) kimutatták, hogy az MMP9 gén promóter régiójában található polimorfizmus (-1562C-T) funkcionális hatással van a transzkripcióra, és összefügg az ateroszklerózis súlyosságával koszorúér-betegségben szenvedő betegeknél. Ezen felbuzdulva Zhang és munkatársai (1999) katalogizálták a szekvencia-változatokat az MMP9 gén 2,2 kb promóterszekvenciájában és mind a 13 exonban (összesen 3,3 kb). Összesen 10 variáns helyet azonosítottak, 4-et a promóter régióban, 5-öt a kódoló régióban (amelyek közül 3 megváltoztatta a kódolt aminosavat), és 1-et a 3-prime nem transzlált szekvenciában. A szekvencia-ellenőrzés azt sugallta, hogy a variánsok közül néhánynak funkcionális hatása van akár az expressziós szintre, akár az enzimaktivitásra. A gén teljes hosszában szoros kapcsolódási egyenlőtlenséget észleltek a variánsok között, és meghatározták a különböző haplotípusok gyakoriságát.

Azt feltételezték, hogy a mátrix metalloproteinázok szerepet játszanak a tüdőemfizéma patogenezisében. Az MMP9 és az MMP12 (601046) felelős a dohányosokban a makrofágok által termelt elasztáz aktivitás nagy részéért. Minematsu és munkatársai (2001) az MMP9 egy funkcionális polimorfizmusa, a -1562C-T, és a tüdőembhysema kialakulása közötti összefüggést vizsgálták 110 dohányos és 94 nemdohányzó japánban. A T allél gyakorisága magasabb volt 45 dohányosnál, akiknél a mellkas CT-vizsgálatokon kifejezett tüdőtágulatot mutattak ki, mint 65 dohányosnál, akiknél nem volt ilyen (0,244 vs. 0,123; p = 0,02). Az eredmények azt sugallták, hogy az MMP9 polimorfizmusa genetikai tényezőként hat a dohányzás okozta tüdőemfizéma kialakulásában.

Nakashima és munkatársai (2006) 290 japán gyermekkori atópiás asztmás betegnél és 638 egészséges japán kontrollnál mind a 13 MMP9-exon és a kísérő régiók szekvenálásával 17 SNP-t azonosítottak, és ezek közül 5-öt választottak ki asszociációs vizsgálatokra. Szignifikáns összefüggést találtak a gyermekkori atópiás asztma kockázatával a 4. intronban található 2127G-T SNP és a 12. exonban található 5546G-A (arg668-ból gln-be; R668Q) nem szinonim SNP esetében (p 0,0032 és 0,0016). A 2127T-t és 5546A-t tartalmazó haplotípus szintén összefüggésbe hozható volt az atópiával (p 0,0053). A normál humán hörgőhámsejtek kezelése azt mutatta, hogy a poli(I:C) volt az egyetlen Toll-szerű receptor (TLR; lásd 601194) agonista, amely fokozta az MMP9 expresszióját. A riporteranalízis fokozott aktivitást mutatott az MMP9 -1590C-T promóter SNP-vel, amely erős kapcsolódási egyensúlyban van a 2127G-T-vel. Nakashima és munkatársai (2006) arra a következtetésre jutottak, hogy az MMP9 fontos szerepet játszik az asztmában.

Hirose és munkatársai (2008) 2 független japán kohorsz bevonásával végzett eset-kontroll asszociációs vizsgálatban szignifikáns összefüggést találtak az MMP9 gén egy missense SNP-je (G279R; rs17576) és az ágyéki porckorongsérv (LDH; 603932) között. Egy intronikus SNP a THBS2 génben (rs9406328; 188061,0001) szintén erősen társult az LDH-val a japán populációban, és kombinatorikus hatást mutatott az MMP9-cel, 3,03-as esélyhányadossal a mindkét SNP fogékonysági alléljára homozigóta genotípus esetében.

Az embrionális őssejtek célzott megszakításával Vu és munkatársai (1998) homozigóta egereket hoztak létre az MMP9/gelatináz B gén nullmutációjával. Ezek az egerek abnormális mintázatot mutattak a csontváz növekedési lemezének vaszkularizációjában és csontosodásában. Bár a hipertrófiás kondrociták normálisan fejlődtek, az apoptózis, az érképződés és a csontosodás késett, ami a növekedési lemez progresszív meghosszabbodását eredményezte a normál érték kb. nyolcszorosára. A születés utáni 3 hét után az aberráns apoptózis, vaszkularizáció és csontosodás kompenzálta a megnagyobbodott növekedési lemez átalakítását, és végül normális megjelenésű axiális csontvázat eredményezett. A vad típusú csontvelősejtek transzplantációja megmentette az Mmp9-null növekedési lemezek vaszkularizációját és csontosodását, ami azt jelzi, hogy ezeket a folyamatokat az Mmp9-et expresszáló csontvelő eredetű sejtek, az úgynevezett kondroklasztok közvetítik. Az Mmp9-null egerek tenyésztett növekedési lemezei késleltetett angiogenetikai aktivátor felszabadulást mutattak, ami megalapozta e proteináz szerepét az angiogenezis szabályozásában.

Dubois és munkatársai (1999) Mmp9-hiányos egereket hoztak létre a katalitikus és cinkkötő domének antisense-orientált neomicinrezisztencia génnel való helyettesítésével. Megállapították, hogy a fiatal Mmp9 -/- egerek rezisztensek a kísérletes autoimmun encephalomyelitis (EAE) indukciójával szemben. A felnőtt Mmp9 -/- egereknél EAE alakult ki, de a vad típusú egerektől eltérően nem mutattak nekrotizáló farokelváltozásokat, amelyek az osteocartilaginosus szövet hiperpláziájával jártak. Dubois és munkatársai (1999) arra a következtetésre jutottak, hogy az MMP9 részt vesz az immunrendszer fejlődésében és az autoimmun betegség kialakulására való hajlamban.

Coussens és munkatársai (2000) arról számoltak be, hogy az Mmp9-et hiányoló transzgenikus egereknél csökkent keratinocita hiperproliferáció mutatkozott minden neoplasztikus stádiumban, és csökkent az invazív tumorok előfordulása. Azonban azok a karcinómák, amelyek Mmp9 hiányában keletkeztek, a keratinocita differenciálódás nagyobb mértékű elvesztését mutatták, ami agresszívabb és magasabb fokú daganatra utal. Az MMP9 túlnyomórészt neutrofilekben, makrofágokban és hízósejtekben fejeződik ki, nem pedig onkogén-pozitív neoplasztikus sejtekben. A csontvelő-transzplantációval előállított, csak vérképzőszervi eredetű sejtekben Mmp9-et expresszáló kiméra egerek rekonstruálták a laphámkarcinogenezishez való MMP9-függő hozzájárulást. Így a gyulladásos sejtek a karcinogenezis társszerzői lehetnek.

Gu és munkatársai (2002) az Mmp9 neuronális nitrogén-oxid-szintáz (NOS1; 163731) általi aktiválásáról számoltak be az agyi iszkémia egérmodelljében. A vad típusú állatokban a stroke-ot követő iszkémiás kéreg immunkémiai elemzése azt mutatta, hogy az aktivált Mmp9 kolokalizálódott a Nos1-gyel a neuronokon belül. Az Mmp9 aktiválódását a stroke után Nos1 null egerekben vagy NOS-gátlóval kezelt vad típusú egerekben megszüntették. Biokémiai elemzés és tömegspektrometria kimutatta, hogy az MMP9 aktiválását a NOS1 az MMP9 aktív helyén belül a Zn(2+)-koordináló cisztein S-nitrozilációján keresztül indítja el. A további oxidáció a maradék irreverzibilis módosítását okozza szulfinsavvá vagy szulfonsavvá. Gu és munkatársai (2002) kimutatták, hogy az aktivált MMP9 neuronális sejthalálhoz vezet. A tenyésztett agykérgi neuronok NOS1-aktivált MMP9-cel történő kezelése fokozta az apoptózist és a tenyészcsészéből való leválást. Az MMP-inhibitorral történő előkezelés blokkolta a neuronális sejthalált.

A csontvelősejtekben indukált MMP9 oldható Kit ligandot (KITLG; 184745) szabadít fel, lehetővé téve az endothelialis és hematopoetikus őssejtek (HSC-k) nyugalmi állapotból a proliferatív niche-be való átjutását. Heissig és munkatársai (2002) azt találták, hogy a csontvelő ablációja vad típusú Mmp9 egerekben Sdf1-et (600835) indukált, ami felszabályozta az Mmp9 expresszióját, és a Kitlg leválását és a Kit (164920)-pozitív ős/progenitorok toborzását okozta. Mmp9 -/- egerekben a Kitlg felszabadulása és a HSC motilitása károsodott, ami a hematopoetikus helyreállítás kudarcát és fokozott mortalitást eredményezett, míg az exogén Kitlg helyreállította a hematopoézist és a túlélést csontvelő-ablációt követően. A Kitlg Mmp9 általi felszabadulása lehetővé tette a csontvelő újratelepülő sejtek számára, hogy egy megengedő vaszkuláris niche-be transzlokálódjanak, ami kedvez a differenciálódásnak és az őssejt/progenitorsejt-állomány helyreállításának.

Lanone és munkatársai (2002) egy Il13 (147683) transzgén hatását vizsgálva vad típusú egereken és Mmp9 vagy Mmp12 nélküli egereken, megállapították, hogy az IL13 által közvetített eozinofil és limfocita gyulladás és alveoláris remodelling a tüdőben, amely asztma (600807), COPD (606963) és intersticiális tüdőbetegség esetén jelentkezik, mind az MMP9, mind az MMP12 mechanizmusától függ. Az eredmények azt mutatták, hogy az MMP9 gátolja a neutrofil felhalmozódást, de az MMP12-vel ellentétben nincs hatása az eozinofil, makrofág vagy limfocita felhalmozódásra. Továbbá az IL13 által indukált MMP2 (120360), MMP9, MMP13 (600108) és MMP14 termelés az MMP12-től függőnek bizonyult.

Egerek agyi endotélsejtek tenyészetében Lee és munkatársai (2003) azt találták, hogy az amiloid béta peptid (APP; 104760) indukálta az MMP9 szintézisét, felszabadulását és aktiválódását, ami fokozott extracelluláris mátrix degradációt eredményezett. A fokozott amiloidlerakódással járó APP-mutációt expresszáló transzgenikus egerek agyában – hasonlóan az agyi amiloid angiopátiához (CAA) (lásd 105150) – az MMP9 immunreaktivitást a mikrovérzés helyeinek 79%-ánál mutatták ki. Lee és munkatársai (2003) arra a következtetésre jutottak, hogy az amiloid béta lerakódás által indukált vaszkuláris MMP9-expresszió hozzájárulhat a spontán intracerebrális vérzés kialakulásához CAA-ban.

Gursoy-Ozdemir és munkatársai (2004) vad típusú patkányokban és egerekben, valamint Mmp9 null egerekben agykérgi terjedési depressziót (CSD) indukáltak. A vad típusú állatokban megnövekedett Mmp9-szintet találtak 3-6 órán belül a CSD-vel ipsilaterális kéregben. A CSD után 30 perccel, illetve 3 órával zselatinolitikus aktivitást és plazmafehérje-szivárgást mutattak ki; mindkettőt elnyomta egy metalloproteáz-inhibitor beadása. Az Mmp9 null egerekben nem mutattak ki fehérjeszivárgást. Gursoy-Ozdemir és munkatársai (2004) arra a következtetésre jutottak, hogy az intenzív neuronális és gliális depolarizáció olyan kaszkádot indít el, amely egy MMP9-függő mechanizmuson keresztül megbontja a vér-agy gátat.

Su és munkatársai (2006) vad típusú és Mmp9 -/- egerek mesenteriális rezisztenciaartériáit használva azt találták, hogy az Mmp2/Mmp9 gátlása jelentősen csökkentette a myogén tónust vad típusú, de nem Mmp9 -/- egerekben. Az Enos (NOS3; 163729) expressziója szintén megnövekedett az Mmp9 -/- egerekben. Az Enos farmakológiai gátlása szignifikánsan csökkentette az endotél nyírófeszültségre adott válaszát, ami az Mmp9 -/- rezisztenciaartériákban kifejezettebb volt. Su és munkatársai (2006) arra a következtetésre jutottak, hogy az MMP9 szelektív hatással van az endotél működésére.

Taylor és munkatársai (2006) arról számoltak be, hogy a Mycobacterium tuberculosis fertőzéssel szemben nagyobb rezisztenciával rendelkező egértörzs (C57BL/6) magasabb szintű aktív Mmp9 fehérjét fejezett ki, mint egy fogékony törzs (CBA/J). Azt feltételezték, hogy az aktív Mmp9 expressziója elősegíthette az M. tuberculosis korai disszeminációját, ami a Th1-típusú immunitás indukciójával és a C57BL/6 egerek védelmével járt együtt. Az Mmp9 széles spektrumú inhibitorral történő blokkolása csökkentette a korai disszeminációt. Az Mmp9-et nélkülöző és M. tuberculosisszal fertőzött egerek kevésbé voltak képesek makrofágokat toborozni a tüdőbe, és kevésbé tudtak szöveti átalakulást kezdeményezni, ami elősegítené a jól kialakult granulómák kialakulását.

A Marfan-szindróma (154700) modelljének számító Fbn1 (134797)-hiányos egerek aneurizmás aorta-szövetében Chung és munkatársai (2007) az Mmp2 és Mmp9 felszabályozását találták, amelyet súlyos elasztikus rostfragmentáció és degradáció kísért. A kontraktilis erő depolarizációra vagy receptorstimulációra adott válaszként 50-80%-kal alacsonyabb volt az aneurysmás mellkasi aortában a kontrollhoz képest, de az alfa-simaizomaktin (ACTC1; 102540) expressziója a Marfan- és a vad típusú egerek aortájában nem különbözött jelentősen. Chung és munkatársai (2007) arra a következtetésre jutottak, hogy a Marfan-szindrómában az MMP2 és az MMP9 felszabályozódik a mellkasi aorta aneurizma kialakulása során, és hogy az ebből eredő rugalmas rostdegeneráció az aorta kontrakciójának és mechanikai tulajdonságainak romlásával magyarázhatja a mellkasi aorta aneurizma patogenezisét.

A gerincvelő lekötésével kiváltott krónikus neuropátiás fájdalom egérmodelljében Kawasaki és munkatársai (2008) az Mmp9 gyors és átmeneti fokozott expresszióját találták a sérült dorsalis gyökérganglion primer szenzoros neuronjaiban. Az Mmp2 felpregulációja késleltetett választ mutatott a háti gyökérganglion szatellit sejtjeiben és a gerincvelői asztrocitákban. Az Mmp9 helyi gátlása gátolta a neuropátiás fájdalom korai fázisát, az Mmp2 gátlása pedig elnyomta a neuropátiás fájdalom későbbi fázisát. Az Mmp9 vagy az Mmp2 intratekális beadása fájdalomtüneteket okozott. Az Mmp9-null egerek nem mutattak korai fázisú mechanikai allodíniát, de a fájdalom a 10. napon kialakult. További vizsgálatok azt mutatták, hogy a fájdalom az IL1B (147720) Mmp9 és Mmp2 hasításával, valamint a mikroglia és az asztrociták aktiválásával függ össze. Az eredmények a neuropátiás fájdalom időbeli mechanizmusára utaltak.

Volkman és munkatársai (2010) megjegyezték, hogy a mikobaktériumok a korai granuloma kialakulását a region of difference-1 (RD1) lókuszukon keresztül irányítják, amely az Esat6 szekréciós rendszer-1-et (Esx1) kódolja, amely legalább 10 génből, köztük az Esat6-ból áll. A Mycobacterium marinummal fertőzött zebrahalakkal, mint a tuberkulózisos granuloma kialakulásának modelljével Volkman és munkatársai (2010) kimutatták, hogy a 6 kD Esat6 fehérje a fertőzött makrofágokkal szomszédos hámsejtek Mmp9 termelését indukálja, amint azt konfokális mikroszkópia kimutatta. Az Mmp9 fokozza a korai granulómát alkotó makrofágok toborzását, ami a fertőzés megfékezése helyett lehetővé teszi a baktériumok számának kezdeti növekedését. Az RD1 lókuszt nélkülöző Mycobacterium marinum nem indukálta az Mmp9-et és a granulómákat. Az Mmp9 expresszió tranziens knockdownja zebrafishben csökkentette a granuloma kialakulását és a baktériumterhelést. Az Esat6 befecskendezése makrofágokat nélkülöző halakba szintén hámsejtek Mmp9-termelését eredményezte Tnf 191160- és Myd88 602170-független módon. Volkman és munkatársai (2010) azt javasolták, hogy az MMP9 megállítása széles körben hasznos lehet különböző gyulladásos állapotok és a tuberkulózis kezelésében. Agarwal és Bishai (2010) megjegyezte, hogy az Esat6 célba juttatása az antitoxinterápiához hasonló vírusellenes stratégia lehet, és hogy az MMP9 gátlása, hasonlóan a tuberkulózisos meningitis kortikoszteroidos kezeléséhez (lásd Price és mtsai. (2001)), kiegészítheti az antibiotikus kezelést.