基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases, MMPs）是一类依赖Zn2+为催化中心、Ca2+维持结构稳定的内肽酶超家族，通过特异性降解细胞外基质（extracellular matrix, ECM）成分参与组织重塑过程。每个MMPs都包含一个保守的蛋白酶结构域。MMPs的典型结构包括大约 80 个氨基酸的N端酶原前肽结构域、170个氨基酸的金属蛋白酶催化结构域、可变长度的连接区和C端约200个氨基酸的血红素蛋白结构域。MMPs通常以无活性的pro-MMPs形式产生，需要在生理条件下进行蛋白裂解，被包括其他MMPs在内的各种蛋白酶裂解为活性形式。

（MMP亚型及其结构¹）

人基质金属蛋白酶-13（MMP-13, EC 3.4.24.-），隶属于胶原酶亚家族（OMIM: 600108），其编码基因定位于染色体11q22.3，编码产物为含471个氨基酸残基的酶原（54 kDa），经活化后形成具有Gly210-Glu232特征催化结构域的成熟酶（48 kDa）。发育生物学研究表明，MMP-13在胚胎发生阶段特异性表达于胎儿颅骨成骨前体细胞、 椎体肥大性软骨细胞（hypertrophic chondrocytes）、肋骨骨化区（ossification zone）的骨膜成骨细胞。在病理条件下，其表达显著上调于IL-1β/TNF-α刺激的关节软骨细胞（通过MAPK/NF-κB信号轴）、浸润性乳腺癌的肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）与活化CD4+ T淋巴细胞（Th17亚群）。

（Human MMP-13结构示意图，图片来源：UniProt）

MMP-13的病理生理功能主要体现在以下方面：

（1）骨关节退变：

通过特异性切割II型胶原α1链Gly775-Leu776位点，以及降解aggrecan核心蛋白，导致骨关节炎软骨基质的结构性破坏。临床组织学研究显示，骨关节炎患者软骨移植物中MMP-13 mRNA水平较正常组织升高12.7倍（qRT-PCR, p<0.001）。

（2）肿瘤进展：

MMP-13通过双重机制促进恶性进程：① 促血管生成，裂解内皮抑素（endostatin）前体XVIII型胶原，释放促血管生成片段（VEGF-A协同因子）；② 重塑转移前微环境（premetastatic niche），促进循环肿瘤细胞（CTCs）外渗。如，最新临床研究证实，MMP-13的高表达与乳腺癌肺转移风险正相关。

尽管MMP-13的基质重塑功能已较明确，但其在机械应力响应中的调控机制尚未阐明。初步证据显示，周期性流体剪切力（≥10 dyn/cm²）可通过整合素α5β1-FAK-ERK5通路诱导MMP-13表达上调（p<0.01）。此外，内分泌调控网络（如甲状旁腺激素相关蛋白PTHrP通过PKA-CREB通路）对MMP-13的转录调控仍需深入解析。针对其上游信号枢纽（如Hippo-YAP/TAZ）的机制研究，可能为开发组织特异性MMP抑制剂提供新靶点。