的纤维母细胞对ECM的粘附，促进非转化细胞的增殖及转化表型的表达[17] 。刚分离出的TIMP-4分子量为22.6Kda，有224个氨基酸，与TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3分别有37%、51%、51%相同[10] 。TIMPs与MMPs各成员之间存在相互调节的作用，使得MMPs和TIMPs在一定程度上保持协调平衡的关系。TIMPs主要从两个方面抑制MMPs的激活:a)在酶原活化阶段，可与proMMPs形成稳定的复合体，并阻碍其自我合成;b)在活化的MMPs阶段，可直接与活化的MMPs以1∶1分子比例非共价结合，进而抑制其活性，这种结合是不可逆且稳定的。关于TIMPs的作用机制尚不清楚，有人推测TIMPs可能通过其17、19位点的亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸与MMPs的S′1、S′2、S′3区结合，使MMPs第16位上的天冬氨酸残基的羟基作用于活性中心的锌离子，从而抑制其活性。尽管每种TIMPs都能抑制所有的MMPs，但目前的证据表明，TIMP-2对MMP-2的活性特别重要，而TIMP-1主要抑制MMP-1、MMP-3、MMP-9。
4 基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制剂在椎间盘退变中的作用
随着年龄的增加，椎间盘逐渐发生退行性变化。Ⅰ型胶原取代Ⅱ型胶原、出现Ⅲ型胶原及Ⅹ型胶原，非还原性共价交联累积，蛋白多糖特别是聚合体含量下降，髓核水化减少等是退变椎间盘基质成分的主要生化改变，异常或过量的MMPs的出现是其重要原因。其中MMP-3是降解ECM的主要酶，其作用底物广泛，蛋白多糖聚合体及椎间盘内多种基质成分，减少髓核的亲水作用。通过降解连接蛋白破坏核心蛋白的透明质酸结合区分解蛋白多糖聚合体，此外还可以降解多种胶原、层粘素、纤维连接素、明胶、基底膜和结缔组织，并且可以通过激活其他MMPs起作用[8，10，13] 。研究表明正常软骨内MMPs的生物活性明显升高、且mRNA的表达也增高，MMPs与TIMPs的平衡破坏引起软骨破坏[13，18] 。椎间盘的基质成分与关节软骨相似。椎间盘具有透明软骨的许多特性，故推测椎间盘的退变可伴有MMP-3的异常表达，MMP-3与TIMP-1的不平衡表达导致椎间盘退变。
近几年，国外有报道在椎间盘的培养体系和组织提取物中有MMP-3的存在，在退变或突出的间盘组织和培养体系中有MMP-3的异常表达。Liu等[18] 证实人椎间盘能释放一种没有活性的导致酪蛋白水解的MMPs，可被IL-1β激活，这种酶在免疫学上与基质蛋白酶相同，这提示椎间盘细胞能够分泌基质水解酶的前体，然后被激活。Cole[19] 在犬椎间盘中确认了94KDa蛋白酶能够导致明胶退变，该酶作用于蛋白多糖单体与透明质酸酶的连接区，消减了它与透明质酸聚合的能力。Kang等[20] 发现突出的颈、腰椎间盘自发地产生MMPs、NO、IL-6和前列腺素2(prostaglandin2，PGE2)，MMPs促进ECM降解。NO作为炎症介质具有扩血管作用并抑制IL-6和蛋白多糖合成，IL-6促进TIMP-1表达。Haro等[21，22] 通过RT-PCR技术发现软骨细胞单独培养只产生极少量的MMP-3，而与巨噬细胞共同培养后MMP-3的表达显著增加，MMP-3除了直接降解蛋白多糖外，还诱导产生巨噬细胞趋化因子，使具有蛋白溶解活性的巨噬细胞浸润，导 致突出椎间盘组织的吸收。Kang等[20，23] 发现退变或突出的椎间盘及患者血中MMP-3水平升高。Kanemoto等[10] 发现家兔退变椎间盘中MMP-3表达阳性而TIMP-1表达阴性，MMP-3表达阳性率与MRI显示的椎间盘退变程度呈正相关，而且突出椎间盘中MMP-3表达阳性率高于未突出的椎间盘。
5 基质金属蛋白酶的调节
正常椎间盘中MMPs多由软骨细胞产生，以酶原形式分泌，MMPs受多种方式调节。IL-1、TNFα等可诱导MMPs基因高水平表达[24] ，使金属蛋白酶合成增加。正常软骨在IL-1的作用下，MMP-1和MMP-3的表达增加，细胞以酶原形式分泌MMPs，在胞浆素的作用下被激活，IL-1对胞浆素具有激活作用，从而促进MMPs的活化。MMPs成员可以相互激活，尤其是MMP-3活化的MMPs被TIMPs抑制，此外还受四环素、强力霉素、α2巨球蛋白等抑制。
MMPs在椎间盘内的调节:正常椎间盘中MMPs多由软骨细胞产生，以酶原形式分泌，多种细胞因子在MMPs激活中起重要作用。有研究表明，突出椎间盘组织中存在IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α和PGE2。而IL-1α可激活酪蛋白酶的活性。Liu等[18] 证实人椎间盘释放的一种能导致酪蛋白水解的MMP酶原可被IL-1β激活，此
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