背景[1-3]
蛋白酶是一類能夠水解蛋白質肽鍵的酶。蛋白質是由氨基酸組成的大分子有機物，具有復雜的結構和功能。在生物體內，蛋白質需要經歷一系列的修飾和降解過程，其中蛋白酶起著關鍵作用。
蛋白酶是水解蛋白質肽鏈的一類酶的總稱，按其降解多肽的方式分成內肽酶和端肽酶兩類。前者可把大分子量的多肽鏈從中間切斷，形成分子量較小的朊和胨；后者又可分為羧肽酶和氨肽酶，它們分別從多肽的游離羧基末端或游離氨基末端逐一將肽鏈水解生成氨基酸。蛋白酶分布很廣，天然存在于動植物中，微生物中也廣泛存在著蛋白酶，工業(yè)上一般是通過微生物發(fā)酵的方式生產蛋白酶，主要是用細菌（枯草桿菌）及霉菌（棲土曲霉），有時也用酵母及放線菌。
蛋白酶
蛋白酶在生物體內具有多種功能，包括：
消化作用：蛋白酶參與消化過程，分解食物中的蛋白質，使其變成小肽和氨基酸，便于吸收和利用。
免疫調節(jié)：蛋白酶參與免疫系統(tǒng)的調節(jié)，如中性粒細胞彈性蛋白酶(NE)可以降解細菌的細胞壁，促進細菌的吞噬；組織蛋白酶B(CatB)可以降解組織中的纖維蛋白，參與炎癥反應和傷口愈合。
細胞信號傳導：蛋白酶參與細胞信號傳導，如蛋白酶C(PC)可以切割并激活許多生長因子和細胞因子，調節(jié)細胞生長和分化。
疾病發(fā)生：蛋白酶在某些疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用，如胰蛋白酶原(trypsinogen)在胰腺炎中過度激活，導致胰腺組織損傷；腫瘤細胞中的蛋白酶可以促進腫瘤的侵襲和轉移。
由于蛋白酶在生物體內具有多種功能，因此對其的研究具有重要的生物學意義。目前已經發(fā)現(xiàn)了許多種蛋白酶，如胰蛋白酶、胃蛋白酶、組織蛋白酶等，它們在生物體內的調控機制和作用途徑也得到了深入研究。
應用[4-5]
蛋白酶可以用于組織蛋白酶S在類風濕關節(jié)炎中的作用
組織蛋白酶S是屬于木瓜蛋白酶超家族的一種半胱氨酸蛋白酶,在抗原提呈細胞(antigen presenting cell,APCs)上高度表達,它對多種蛋白具有催化水解活性,特別是MHCⅡ恒定鏈(invariant chain,Ii)和細胞外基質成份(彈性蛋白和膠原)。已證實組織蛋白酶S參與多種疾病,如Alzheimer’s病、動脈粥樣硬化、哮喘、慢性阻塞性肺病、腫瘤、骨關節(jié)炎、神經痛和多種自身免疫性異常等。目前對組織蛋白酶S在RA中的作用研究較少。
最初研究發(fā)現(xiàn),在組織蛋白酶S敲除小鼠中,對膠原誘導關節(jié)炎的敏感性顯著降低,開始有學者嘗試用組織蛋白酶S的抑制劑來治療RA。此后研究證實,組織蛋白酶S在滑膜中主要由巨噬細胞表達,而成纖維細胞不表達。在RA的滑液中組織蛋白酶S水平可顯著升高。在原發(fā)性干燥綜合征的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)用組織蛋白酶S的特異性抑制劑(Clik60)可明顯減少淋巴細胞浸潤,抑制自身抗體產生,促使臨床癥狀的緩解。
進一步說明組織蛋白酶S在自身免疫性疾病的抗原提呈和器官特異性自身免疫病的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。研究目的：目前國際上對組織蛋白酶S的研究仍較少,且多集中在其抑制劑的制備、慢性神經源性疼痛和腫瘤等方面。根據(jù)組織蛋白酶S的作用特點及其他學者的研究,我們提出假說：在RA的發(fā)病機制中,組織蛋白酶S除主要的抗原提呈作用外,還在血管翳的形成、細胞外基質的降解及其它蛋白酶的激活中起重要作用,但它的作用可能在RA的早期更顯著。
為驗證上述假說,我們先進行臨床研究,選取符合ACR1987年診斷標準的RA病人,檢測其外周血中表達組織蛋白酶S的變化,確認RA病人體內確有組織蛋白酶S表達增多,并與DAS-28和類風濕因子相關。完成臨床研究后,再選取C57BL/6小鼠,原代培養(yǎng)小鼠腹腔巨噬細胞、滑膜成纖維細胞、關節(jié)軟骨細胞和骨髓源性肥大細胞進行體外研究,檢測細胞上清中組織蛋白酶S和Ⅱ型膠原的變化。
研究方法：在本研究中,我們收集29個類風濕關節(jié)炎病人的血清,其中5個病人進行7次隨訪,共36例標本。檢測血清中組織蛋白酶S、Ⅱ型膠原、IL-17A和TNF-α等指標,用GraphPad Prism5.01和SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析,對正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用Mean±SD表示,對兩組間數(shù)據(jù)對比采用t檢驗方法；對兩組間數(shù)據(jù)相關分析采用Pearson方法；對三組及以上數(shù)據(jù)間對比采用One way ANOVA方法。對非正態(tài)分布的變量用Median±Q表示,對兩組間數(shù)據(jù)相關分析采用Spearman方法；對三組及以上數(shù)據(jù)采用非參數(shù)統(tǒng)計方法,主要是Kruskal-Wallis方法。以上統(tǒng)計方法均以P<0.05有統(tǒng)計學差異。
血清中組織蛋白酶S的表達遠高于正常對照組,而且其表達水平高低與類風濕關節(jié)炎的疾病活動度相關,并與類風濕因子的高低相關,但與抗CCP抗體的基線水平無關。同時,我們檢測了血清中Ⅱ型膠原的水平,后者與類風濕關節(jié)炎的疾病活動度、類風濕因子和抗CCP抗體的基線水平均無關,但血清中Ⅱ型膠原的水平與組織蛋白酶S的水平呈弱的負相關(r=-0.3812,P=0.0207)。
在此研究的基礎上,我們又收集了18例類風濕關節(jié)炎、7例膝骨關節(jié)炎和10例痛風患者的膝關節(jié)滑液,檢測上述關節(jié)炎滑液中組織蛋白酶S、IL-17A和Ⅱ型膠原的表達水平,發(fā)現(xiàn)組織蛋白酶S在類風濕關節(jié)炎和痛風病人的滑液中均顯著升高(P=0003);IL-17A在類風濕關節(jié)炎滑液中均表達,且遠高于骨關節(jié)炎和痛風病人(P=0.004),而IL-17A在后兩種疾病的少部分患者的滑液中可檢測到低水平的表達。
參考文獻
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