Matrix metalloproteinase 9 is a marker of chronic inflammation in cutaneous vasculitis

Full Text

Васкулиты кожи расценивают как группу муль- тифакториальных заболеваний, первоначальным и ведущим звеном при которых является воспаление сосудистой стенки [1]. В основе развития васкулитов кожи лежит иммуноопосредованное повреждение сосудов, приводящее к геморрагически-ишемиче- ским поражениям. Независимо от характера повреждения, основной морфологической характеристикой является фибриноидный некроз стенок сосудов с общей для всех типов данной патологии активацией нейтрофилов и их последующим измененным диа- педезом [2]. Как следствие, нарушения микроциркуляции и региональной гемодинамики - важное звено патогенеза дермальных васкулитов [3, 4]. Полиморфизм клинических проявлений дермальных васкули- тов во многом связан именно с распространенными изменениями сосудов микроциркуляторного русла, в частности, развитием ишемии, некроза, что также влияет и на прогноз заболевания. Однако в ряде случаев диагностика дермальных васкулитов, их эффективная терапия являются затруднительными, что подтверждает актуальность дальнейшего исследования аспектов патогенеза данного заболевания, а также поиск новых молекулярных мишеней для возможного терапевтического воздействия. В последние годы в экспериментальных исследованиях, направленных на понимание механизмов ангиогенеза интенсивно исследуются матриксные металлопротеиназы (ММП) - семейство структурно связанных протеолитических ферментов, разрушающих белки внеклеточного матрикса и осуществляющих регулирующую и модулирующую функцию в неоангиогенезе. Ключевым моментом регуляции неоангиогенеза является баланс между проанги- огенными и ангиостатическими факторами [5]. К стимуляторам ангиогенеза относят сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), фактор роста фибробластов (FGF), трансформирующий фактор роста (TGF) [6]. Напротив, ингибирующим воздействием на рост и развитие новых сосудов обладают Рис. 1. Биоптат кожи больного дермальным васкулитом. Инфильтрация стенок сосудов и периваскулярного пространства лимфоцитами, эпидермис утолщен. Окраска гемотоксилином и эозином. Ув. 100. ангиостатин, интерфероны, фактор IV тромбоцитов [7]. Роль металлопротеиназ в развитии сосудистой сети неоднозначно. До определенного времени она сводилась к разрушению внеклеточного матрикса, что является необходимым для роста новых сосудов. Позднее было доказано, что в процессе внеклеточного протеолизиса происходит высвобождение ангио- генных ростовых факторов, формируются проангио- генные центры связывания интегрина и активные факторы клеточной миграции. Показано, что ММП-9 играет критическую роль в процессе неоангиогенеза и инициирует образование сосудов в начальной стадии васкуляризации опухолей [8]. Увеличение содержания ММП-9 часто ассоциируется с прогрессированием сердечно-сосудистых, нейрорегенеративных, онкологических, воспалительных заболеваний (артритов, нефритов и др.). Имеющиеся сведения об участии ММП-9 в процессе регуляции ангиогенеза, функциональной активности эндотелия, подтверждают актуальность изучения роли ММП-9 в патогенезе дермальных васкулитов. Цель работы - морфогистологическое исследование биоптатов кожи и определение экспрессии ММП-9 у больных дермальными васкулитами. Материалы и методы Исследование утверждено локальным этическим комитетом Красноярского государственного медицинского университета (№25/2010 от 01.07.2010), выполнено с участием больных дермальными васкулитами, находившимся на амбулаторном лечении в Красноярской краевой клинической больнице. Для проведения морфогистологического исследования у 23 больных провели биопсию элементов сыпи. Гистологические препараты готовили по стандартной методике. Биоптаты фиксировали в 10% формалине на фосфатном буфере (pH 7,2-7,4), срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Определяли количество сосудов в 10 полях зрения с подсчетом среднего значения; диаметр сосудов и толщину эпидермиса - с помощью окуляра-микрометра; оценивали уровни периваскулярной и эпидермальной лимфоцитарной инфильтрации (последний показатель как количество лимфоцитов на 100 кератиноцитов эпидермиса) в 10 полях зрения. Результаты сравнивали с биоптата- ми кожи, полученными от здоровых добровольцев. Экспрессию ММП-9 определяли с помощью иммуногистохимического метода с использованием моноклональных антител к ММП-9 (“Abeam”, Великобритания). Гистологические препараты оценивали Таблица 1 Морфометрический анализ кожи больных дермальными васкулитами и здоровых людей Исследуемый показатель Контроль (нормальная кожа), (п = 10) Биоптаты больных дермальными васкулитами (п = 23) Количество сосудов в поле 0,59 4,8 зрения 0,1; 1,03 2,2; 7* Диаметр интрадермальных 6,35 15,05 сосудов, мкн 3,62; 9,17 7,26; 22,15* Толщина эпидермиса, мкн 19,67 45,33 10,41; 48,36 16,99; 70,75* Уровень периваскулярной 1,5 13,4 лимфоцитарной 0,32; 3,06 5,09; 17,42* инфильтрации Уровень лимфоцитарной 1,16 9,69 инфильтрации эпидермиса, % 0,7; 1,97 6,89; 16,35* Примечание. Здесь и в табл. 2 данные представлены в виде медианы и квартилей; * - р < 0,01, различия статистически значимы по отношению к показателям контрольной группы. с помощью микроскопа Olympus BX-41 при увеличении 400. Определяли процент положительно окрашенных клеток в 10 полях зрения с подсчетом среднего значения. Результаты сравнивали с биоптатами кожи контрольной группы. Статистическую обработку результатов провели с помощью пакета программ Statistika 6.0. Статистическую значимость различий оценивали с помощью Н-критерия Манна-Уитни, признавая ее приp < 0,05. Результаты и обсуждение Патоморфологический анализ образцов кожи пациентов с дермальными васкулитами проводят в клинической практике для диагностики васкулита, он имеет характерные изменения как в эпидермисе, так и в дерме. В данном исследовании с помощью патоморфологического анализа были выявлены следующие изменения в дерме: набухание эндотелия кровеносных сосудов, инфильтрация сосудистых стенок и перива- скулярных тканей лейкоцитами. В дерме также наблюдались скопления гистиоцитов с наличием тканевых базофилов и фибробластов. При морфогистологическом исследовании био- птатов кожи больных васкулитами, окрашенных гематоксилином и эозином по стандартной методике было отмечено увеличение количества сосудов в поле зрения у больных с васкулитами по сравнению с показателями группы контроля (рис. 1; табл. 1). Кроме того, отмечено также увеличение диаметра сосудов у больных васкулитами по сравнению с показателями группы контроля, что может являться свидетельством специфических изменений при данной патологии, соответствовать картине воспалительного процесса. Для характеристики изменений проницаемости сосудистой стенки, а также для подтверждения эмиграции лимфоцитов в очаг воспаления мы исследовали уровень периваскулярной инфильтрации. При анализе биоптатов были выявлены статистически значимые различия по уровню периваскулярной Рис. 2. Иммуногистохимическое окрашивание кожи больного дермальным васкулитом на наличие ММП-9-положительных клеток: последние визуализируются гомогенно в эпидермисе, а также в дерме - в области лимфоцитарных инфильтратов, микрососудов дермы. Ув. 100. лимфоцитарной инфильтрации у больных дермаль- ными васкулитами и образцами нормальной кожи, что является специфичным для данной патологии и объясняется иммуноопосредованным характером развития воспаления. Толщина эпидермиса и лимфоцитарная инфильтрация эпидермиса в биоптатах изучаемой группы были выше, чем в контрольной группе, что может быть вызвано активацией имму- нокомпетентных клеток посредством продукции последними активаторов пролиферации кератиноциов. Таким образом, картина морфогистологических признаков дает основание рассматривать различные варианты васкулитов как разновидность одного патологического процесса, которому присущи признаки неоангиогенеза в условиях хронического воспаления и инвазии воспалительного инфильтрата из дермы в эпидермис. При изучении биоптатов кожи, окрашенных им- муногистохимическим методом, вокруг расширенных сосудов дермы определялись единичные клетки и сливающиеся инфильтраты из лимфоцитов, где наблюдалось большое количество ММП-9 клеток, которые являлись преимущественно лимфоцитами, эн- дотелиоцитами. Помимо этого, экспрессия ММП-9 наблюдалась в эпидермисе - диффузно, но менее интенсивно, чем в дерме (рис. 2, 3). При этом были выявлены изменения уровня ММП-9 в эпидермисе больных с васкулитами кожи по сравнению с аналогичными показателями контрольной группы (табл. 2). В дерме также наблюдались скопления гистиоцитов с наличием тканевых базофилов и фибробластов. Таблица 2 Уровни ММП-9 в коже больных дермальными васкулитами и здоровых людей Слой кожи Контроль Биоптат больного дермальным васкулитом Эпидермис, % 0,95 33,1 0,68; 1,22 18,53; 45,23** Дерма, % 0,8 22,64 0,75; 0,85 14,26; 37,61** Примечание. * * -р < 0,05, различия статистически значимы по отношению к показателям контрольной группы. Рис. 3. Иммуногистохимическое окрашивание кожи больного дермальным васкулитом на наличие клеток ММП-9. Ув. 400. В дермальном слое выявлено значительное увеличение числа положительно окрашенных клеток на исследуемый молекулярный маркер ММП-9 по сравнению с аналогичными показателями группы контроля. Таким образом, повышение уровня ММП-9 в дерме при васкулитах кожи свидетельствует об активизации процессов неоангиогенеза, что может быть обусловлено хронически протекающим воспалительным процессом при данной патологии, сдвигом проангиогенного равновесия, а также являться компенсаторным после или на фоне ишемии, характерной для дермальных васкулитов. Повышение уровня ММП-9 может быть также обусловлено развитием процессов ремоделирования внеклеточного матрикса, что опять же, напрямую связано с развитием воспалительного процесса в коже. Секреция ММП-9 находится под регуляторным контролем различных цитокинов, факторов роста. В частности, стимулирует высвобождение ММП-9 эпидермальный фактор роста [9], фактор некроза опухоли а [10], интерлейкин 1р [11]. Активация секреции и высвобождения происходит посредством механизмов передачи сигнала, таких как МАРК, Akt, что может также косвенно указывать на повышение активности последних при развитии дермальных васкулитов. Есть данные [12, 13], указывающие на то, что применение ингибиторов ММП-9 при ряде процессов воспалительного характера коррелирует с уменьшением тяжести воспаления. Таким образом, влияние факторов ангиогенеза на ход воспалительного процесса, течение васкулитов кожи требуют дальнейшего разъяснения на экспериментальном уровне.

About the authors

E. I Chernigova

V.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Email: katrinas_24@mail.ru
660022, Krasnoyarsk, Russian Federation

M. B Aksenenko

V.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Email: aksenenko_mariya@mail.ru
660022, Krasnoyarsk, Russian Federation

Tatyana G. Ruksha

V.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Email: tatyana_ruksha@mail.ru
MD, PhD 660022, Krasnoyarsk, Russian Federation

References

Supplementary files