РЕГУЛЯТОРНА ФУНКЦІЯ МАТРИКСНИХ МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗ ТА ЇХНІХ ІНГІБІТОРІВ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)
DOI:
https://doi.org/10.32782/3083-7324/2025.1.1Ключові слова:
матриксні металопротеїнази, тканинні інгібітори металопротеїназ, фізіологічне значення, патологічні процеси.Анотація
В огляді літератури представлено сучасні відомості щодо класифікації матриксних металопротеїназ та означено багатовекторність їхньої участі в регуляції різноманітних фізіологічних процесів. Водночас матриксні металопротеїнази розглядаються як достатньо інформативні біомаркери багатьох захворювань, зокрема серцево-судинних, онкологічних, неврологічних, ревматологічних, а також різноманітних запальних процесів. Акцентовано увагу на тому, що матриксні металопроеїнази є важливими модуляторами запалення й метаболізму за наявності великої кількості їхніх різноспрямованих ефектів. Важливою еволюцією в розумінні біології матриксних металопротеїназ стало усвідомлення того, що вони, незважаючи на свою назву, не є просто руйнівниками матриксних білків. Вельми ймовірно, вони також забезпечують функціонування механізмів, що виступають як додаткові й достатньо значущі чинники в регулюванні міжклітинної та внутрішньоклітинної комунікації. З-поміж іншого зазначено, що ці ендопептидази є достатньо впливовими факторами в опосередкуванні численних реакцій імунного захисту. Надано загальну характеристику біологічної значущості тканинних інгібіторів металопротеїназ. Проаналізовано відомості новітніх джерел літератури щодо статусу окремих матриксних металопротеїназ та їхніх інгібіторів у хворих з інфекційними захворюваннями респіраторної системи та деяким запальними процесами.
Посилання
1. Качковська В. В. Матриксні металопротеїнази як маркери ремоделювання дихальних шляхів і потенційна терапевтична мішень у хворих на бронхіальну астму. Східноукраїнський медичний журнал. 2021. Т. 9. № 2. С. 174–188. DOI: 10.21272/eumj.2021;9(2):174-188.
2. Красносельський М. В., Сухін В. С., Гертман В. З., Сімонова-Пушкар Л. І. Можливості діагностичного та прогностичного використання матриксних металопротеїназ в онкогінекології. Актуальні проблеми сучасної медицини. 2018. Т. 18. № 1. С. 313–317. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mozhlivosti-diagnostichnogo-ta-prognostichnogo- vikoristannya-matriksnih-metaloproteyinaz-v-onkoginekologiyi.
3. Agren M. S., auf dem Keller U. Matrix Metalloproteinases: How Much Can They Do? International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21, No. 8. P. 2678. DOI: 10.3390/ ijms21082678.
4. Apte S. S., Parks W. C. Metalloproteinases: A parade of functions in matrix biology and an outlook for the future. Matrix Biology. 2015. No. 44–46. P. 1–6. DOI: 10.1016/j.matbio.2015.04.005.
5. Bassiouni W., Ali M. A. M., Schulz R. Multifunctional intracellular matrix metalloproteinases: implications in disease. FEBS Journal. 2021. Vol. 288. No. 24. P. 162–182. DOI: 10.1111/febs.15701.
6. Cabral-Pacheco G. A., Garza-Veloz I., Castruita-De la Rosa C., Ramirez-Acuсa J. M., Perez- Romero B. A., Guerrero-Rodriguez J. F., et al. The Roles of Matrix Metalloproteinases and Their Inhibitors in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21. No. 24. P. 9739. DOI: 10.3390/ijms21249739.
7. da Silva-Neto P. V., do Valle V. B., Fuzo C. A., Fernandes T. M., Toro D. M., Fraga- Silva T. F. C., et al. Matrix Metalloproteinases on Severe COVID-19 Lung Disease Pathogenesis: Cooperative Actions of MMP-8/MMP-2 Axis on Immune Response through HLA-G Shedding and Oxidative Stress. Biomolecules. 2022. Vol. 12. No. 5. P. 604. DOI: 10.3390/biom12050604.
8. Dai X. Y., Liu L., Song F. H., Gao S. J., Wu J. Y., Li D. Y., et al. Matrix metalloproteinases as attractive therapeutic targets for chronic pain: A narrative review. International Journal of Biological Macromolecules. 2024. Vol. 261. Pt 1. P. 129619. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129619.
9. Fingleton B. Matrix metalloproteinases as regulators of inflammatory processes. BBA – Molecular Cell Research. 2017. Vol. 1864. No. 11 (Pt A). P. 2036–2042. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2017.05.010.
10. Gautam S. S., O’Toole R. F. Convergence in the Epidemiology and Pathogenesis of COPD and Pneumonia. Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2016. Vol. 13. No. 6. P. 790–798. DOI: 10.1080/15412555.2016.1191456.
11. Gelzo M., Cacciapuoti S., Pinchera B., De Rosa А., Cernera G., Scialт F., et al. Matrix metalloproteinases (MMP) 3 and 9 as biomarkers of severity in COVID-19 patients. Scientific Reports. 2022. Vol. 12. No. 1. P. 1212. DOI: 10.1038/s41598-021-04677-8.
12. Giachelli C. M., Donato M., Scatena M. Matrix metalloproteinase-3 joins a growing list of proteases that regulate vascular calcification. Cardiovascular Research. 2024. Vol. 120. No. 6. P. 565–566. DOI: 10.1093/cvr/cvae064.
13. Gresele P., Falcinelli E., Momi S., Petito E., Sebastiano M. Platelets and Matrix Metalloproteinases: A Bidirectional Interaction with Multiple Pathophysiologic Implications. Hamostaseologie. 2021. Vol. 41. No. 2. P. 136–145. DOI: 10.1055/a-1393-8339.
14. Hardy E., Fernandez-Patron C. Targeting MMP-Regulation of Inflammation to Increase Metabolic Tolerance to COVID-19 Pathologies: A Hypothesis. Biomolecules. 2021. Vol. 11. No. 3. P. 390. DOI: 10.3390/biom11030390.
15. Hey S., Linder S. Matrix metalloproteinases at a glance. Journal of Cell Science. 2024. Vol. 137. No. 2. P. jcs261898. DOI: 10.1242/jcs.261898.
16. Huang X., Mu X., Deng L., Fu A., Pu E., Tang T., et al. The etiologic origins for chronic obstructive pulmonary disease. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2019. No. 14. P. 1139–1158. DOI: 10.2147/COPD.S203215.
17. Huang Y., Yan B., Meng C., Zhang L., Wang C. Matrix metalloproteinases in chronic rhinosinusitis. Expert Review of Clinical Immunology. 2024. Vol. 20. No. 5. P. 547–558. DOI: 10.1080/1744666X.2024.2302362.
18. Jabłońska-Trypuć A., Matejczyk M., Rosochacki S. Matrix metalloproteinases (MMPs), the main extracellular matrix (ECM) enzymes in collagen degradation, as a target for anticancer drugs. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 2016. No. 31 (suppl). P. 177–183. DOI: 10.3109/14756366.2016.1161620.
19. Karamanos N. K., Theocharis A. D., Piperigkou Z., Manou D., Passi A., Skandalis S. S., et al. A guide to the composition and functions of the extracellular matrix. FEBS Journal. 2021. Vol. 288. No. 24. P. 6850–6912. DOI: 10.1111/febs.15776.
20. Khalid U., Dimov D., Vlaykova T. Matrix metalloproteinases in COVID-19: underlying significance. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2023. Vol. 37. No. 1. P. 295–301. DOI: 10.1080/13102818.2023.2186137.
21. Laronha H., Caldeira J. Structure and Function of Human Matrix Metalloproteinases. Cells. 2020. Vol. 9. No 5. P. 1076. DOI: 10.3390/cells9051076.
22. Lee H. S., Kim W. J. The Role of Matrix Metalloproteinase in Inflammation with a Focus on Infectious Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2022. No. 23. P. 10546. DOI: 10.20944/preprints202208.0486.v1.
23. Li Y., Fu X., Ma J., Zhang J., Hu Y., Dong W., et al. Altered respiratory virome and serum cytokine profile associated with recurrent respiratory tract infections in children. Nature Communications. 2019. Vol. 10. No. 1. P. 2288. DOI: 10.1038/s41467-019-10294-x.
24. Marengo R. L., Ciceran A., Del Rнo Navarro B. E. Upper Respiratory Tract Infections in Children and Adults: Burden and Management. European Medical Journal Respiratory. 2017. No. 5 (suppl 14). P. 22–28. DOI: 10.33590/emjrespir/10313231.
25. Nguyen Y. T., Kim N., Lee H. J. Metal Complexes as Promising Matrix Metalloproteinases Regulators. International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24. No. 2. P. 1258. DOI: 10.3390/ijms24021258.
26. Niranjan R., Kishor S., Kumar A. Matrix metalloproteinases in the pathogenesis of dengue viral disease: Involvement of immune system and newer therapeutic strategies. Journal of Medical Virology. 2021. Vol. 93. No. 8. P. 4629–4637. DOI: 10.1002/jmv.26903.
27. Pavan Kumar N., Venkataraman A., Varadarjan P., Nancy A., Rajamanickam A., Selladurai E., et al. Role of matrix metalloproteinases in multi-system inflammatory syndrome and acute COVID-19 in children. Frontiers in Medicine (Lausanne). 2022. No. 9. P. 1050804. DOI: 10.3389/fmed.2022.1050804.
28. Potey P. M., Rossi A. G., Lucas C. D., Dorward D. A. Neutrophils in the initiation and resolution of acute pulmonary inflammation: understanding biological function and therapeutic potential. The Journal of Pathology. 2019. Vol. 247. No. 5. P. 672–685. DOI: 10.1002/path.5221.
29. Raeeszadeh-Sarmazdeh M., Do L. D., Hritz B. G. Metalloproteinases and Their Inhibitors: Potential for the Development of New Therapeutics. Cells. 2020. Vol. 9. No. 5. P. 1313. DOI: 10.3390/cells9051313.
30. Rak K., Styczyńska M., Godyla-Jabłoński M., Bronkowska M. Some Immune Parameters of Term Newborns at Birth Are Associated with the Concentration of Iron, Copper and Magnesium in Maternal Serum. Nutrients. 2023. Vol. 15. No. 8. P. 1908. DOI: 10.3390/nu15081908.
31. Ramírez-Martínez G., Jiménez-Álvarez L. A., Cruz-Lagunas A., Ignacio-Cortés S., Gуmez- Garcнa I. A., Rodríguez-Reyna T. S., et al. Possible Role of Matrix Metalloproteinases and TGF-β in COVID-19 Severity and Sequelae. Journal of Interferon & Cytokine Research. 2022. Vol. 42. No. 8. P. 352–368. DOI: 10.1089/jir.2021.0222.
32. Sarkar S., Ratho R. K., Singh M., Singh M. P., Singh A., Sharma M. Comparative Analysis of Epidemiology, Clinical Features, and Cytokine Response of Respiratory Syncytial and Human Metapneumovirus Infected Children with Acute Lower Respiratory Infections. The Japanese Journal of Infectious Diseases. 2022. Vol. 75. No. 1. P. 56–62. DOI: 10.7883/ yoken.JJID.2021.151.
33. Sebina I., Phipps S. The Contribution of Neutrophils to the Pathogenesis of RSV Bronchiolitis. Viruses. 2020. Vol. 12. No. 8. P. 808. DOI: 10.3390/v12080808.
34. Theocharis A. D., Manou D., Karamanos N. K. The extracellular matrix as a multitasking player in disease. FEBS Journal. 2019. Vol. 286. No. 15. P. 2830–2869. DOI: 10.1111/febs.14818.
35. Vo H. V. T., Nguyen Y. T., Kim N., Lee H. J. Vitamin A, D, E, and K as Matrix Metalloproteinase-2/9 Regulators That Affect Expression and Enzymatic Activity. International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24. No. 23. P. 17038. DOI: 10.3390/ijms242317038.
36. Wątroba S., Wiśniowski T., Bryda J., Kurzepak J. Characteristics of matrix metalloproteinases and their role in embryogenesis of the mammalian respiratory system. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej. 2021. No. 75. P. 24–34. DOI: 10.5604/01.3001.0014.6933.
37. Wei C. The multifaceted roles of matrix metalloproteinases in lung cancer. Frontiers in Oncology. 2023. No. 13. P. 1195426. DOI: 10.3389/fonc.2023.1195426.
38. XuChen X., Weinstock J., Arroyo M., Salka K., Chorvinsky E., Abutaleb K., et al. Airway Remodeling Factors During Early-Life Rhinovirus Infection and the Effect of Premature Birth. Frontiers in Pediatrics. 2021. No. 9. P. 610478. DOI: 10.3389/fped.2021.610478.
39. Young D., Das N., Anowai A., Dufour A. Matrix Metalloproteases as Influencers of the Cells’ Social Media. International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20. No. 16. P. 3847. DOI: 10.3390/ijms20163847.
40. Zakiyanov O., Kalousovб M., Zima T., Tesař V. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of matrix metalloproteinases in kidney disease. Advances in Clinical Chemistry. 2021. No. 105. P. 141–212. DOI: 10.1016/bs.acc.2021.02.003.
41. Zhang C., Jiang G., Gao X. Matrix Metalloproteinase-Responsive Drug Delivery Systems. Bioconjugate Chemistry. 2023. Vol. 34. No. 8. P. 1349–1365. DOI: 10.1021/ acs.bioconjchem.3c00266.
42. Zhang R. F., Zhang B., Chang-Jiang W., Jin J. Y. Labelling Matrix Metalloproteinases. Current Medicinal Chemistry. 2023. Vol. 30. No. 40. P. 4569–4585. DOI: 10.2174/09298673306662301 13121728.
43. Zinter M. S., Delucchi K. L., Kong M. Y., Orwoll B. E., Spicer A. S., Lim M. J., et al. Early Plasma Matrix Metalloproteinase Profiles. A Novel Pathway in Pediatric Acute Respiratory Distress Syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2019. Vol. 199. No. 2. P. 181–189. DOI: 10.1164/rccm.201804-0678OC.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Олександр Миколайович Волошин, Ірина Іванівна Савченко, Лілія Михайлівна Осичнюк, Олександра Анатоліївна Богданець (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
