骨形态发生蛋白在骨形成与修复中的作用

在脊椎动物骨形态发生蛋白 (ＢＭＰ)的重要作用之一是诱导软骨、骨和骨骼的支持组织形成。实际上 ,ＢＭＰ是骨组织形成和修复的一个重要调节因子。 1988年Ｗｏｚｎｅｙ利用重组ＤＮＡ技术克隆得到了ＢＭＰ 1、ＢＭＰ 2和ＢＭＰ 3的ｃＤＮＡ。到目前为止 ,已发现了ＢＭＰ 1～ＢＭＰ 13,并已获得相应的ｃＤＮＡ。除ＢＭＰ 1以外 ,其余均是ＴＧＦ β超家族成员。它们均是机体分泌的信号分子[1 ] 。通过ＢＭＰ的研究 ,有可能发展一种对骨骼疾病治疗的新方法。1　ＢＭＰ与骨诱导在体内ＢＭＰ的活性标志是诱导形成新骨[2 ] 。为确定一种ＢＭＰ的诱…     

BMP-2诱导成骨及传送的研究进展

骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMP)属于TGF-β超家族成员,是一种多功能的生长因子,对胚胎骨形成及出生后成骨有重要的作用,其中BMP-2是最主要的骨形成调控因子.骨组织工程的主要研究内容为细胞支架、种子细胞、细胞调控信号.BMP-2是骨组织工程中研究较热的细胞信号蛋白[1].最近,在BMP-2诱导成骨及其应用的传送释放系统的研究方面取得了一些新的进展,现综述如下.     

成骨细胞特异性转录因子Osterix对骨形成作用的分子机制

骨形成是一个涉及到从间质干细胞向成骨细胞分化的复杂发育过程。成骨细胞定向分化受到一个多步骤的分子通路控制,通过不同的转录因子和信号蛋白调控,包括Indian hedgehog, Runx2, Osterix (Osx),以及Wnt信号通路。 Osx是骨形成所必需的成骨细胞特异性转录因子,Osx最早是在间质干细胞被骨形成蛋白 2诱导向成骨细胞分化过程中发现的基因。 Osx基因敲除小鼠完全缺乏骨,而软骨是正常的,这为研究骨的形成打开了一个全新的窗口。Osx抑制Wnt信号通路的发现揭示了参与骨形成的一种新的反馈调控机制。骨形成过程中Osx下游的靶目标已经确定一些,包括Satb2、维生素D受体和血管内皮生长因子,以及Dkk1和Sost。骨形成过程一系列信号传导因子的揭示、阐明应当为一些新的特异性合成代谢治疗药物的研究开发提供分子理论基础,以便治疗骨缺失疾病（如骨质疏松症和骨坏死）。本文综述了Osx在骨形成作用分子机制中的最新进展,自Osx发现以来,各种研究证据表明Osx是决定成骨细胞定向的主导因子,继而调控成骨细胞的分化和增殖。     

人骨形成蛋白与肿瘤细胞凋亡

骨形成蛋白 (ｂｏｎｅｍｏｒｐｈｏｇｅｎｉｃｐｒｏｔｅｉｎ ,ＢＭＰ)最初因其具有诱导骨形成的作用而得名。随着研究的不断深入 ,人们发现它还是一个多功能因子 ,在胚胎发生和发育、组织与细胞的分化和增殖等方面起重要作用。Ｗｏｚｎｅｙ[1] 于 1988年首次报道了人ＢＭＰ 1、ＢＭＰ 2Ａ、ＢＭＰ 2Ｂ和ＢＭＰ 3的ｃＤＮＡ克隆及表达 ,以后相继有 16种不同的人骨形成蛋白ｃＤＮＡ得到克隆。目前国内也已克隆了多种ＢＭＰ亚型的ｃＤＮＡ ,在ＢＭＰ家族中 ,具有较强功能活性者为ＢＭＰ 2、ＢＭＰ 4和ＢＭＰ 7。1　ＢＭＰ的结构特征和理化性质…     

骨形成蛋白体外对培养的人牙髓组织的诱导作用

骨形成蛋白可促进牙髓细胞增殖的诱发修复性牙本质形成，作应用体外组织培养技术，分别通过光镜和透射电镜观察了牛骨形成蛋白对体外培养的人牙髓组织的诱导作用，结果发现，培养３ｄ后可见增殖的星形细胞，其胞浆少，细胞小器不发达，培养７ｄ后，可见透明基质中埋有一些软骨样细胞，该细胞胞浆丰富，细胞小器发达，并含有丰富的分泌小泡，说明骨形成蛋白可促进牙髓细胞从低分化状态向高分化状态分化。     

细胞种植——骨修复研究所揭示的新概念

细胞的成活被认为是自体骨移植的基础。对骨修复的研究提示有另外一种骨形成方式。这种方式不依赖于原有细胞的存在。骨形成蛋白（BMP）能够通过诱导干细胞向骨细胞分化来形成骨组织。这种蛋白质诱导的细胞分化和组织再生过程称为细胞种植或组织种植。本文分析了骨修复的细胞学过程,以期探讨BMP成骨的生物学意义。血管内皮细胞在骨修复的启动阶段发挥重要作用,但不具备特异性。破骨细胞通过分泌BMP启动骨特异性修复。BMP成骨演示了蛋白质通过诱导干细胞分化导致特异性组织修复,这一过程也可能在其他组织中重复。     

低氧诱导因子对骨形成影响的研究进展

氧不仅是一种非常重要的底物,而且是一类控制特殊基因程序表达的调节信号。细胞对缺氧的适应性反应的关键介质是低氧诱导转录因子家族(HIFs)。有研究证实低氧环境下,低氧诱导因子1α(HIF-1α)对软骨细胞的生存和分化起重要作用,并能促进骨形成。在此总结了近期相关研究,对HIFs在骨形成中的作用加以阐述,旨在说明HIFs在成骨过程中的重要作用。     

牛骨形态发生蛋白异位诱导小鼠成央骨的超微结构观察

牛骨形态发生蛋白植入小鼠肌袋后可诱导血管周围的间充质细胞分化形成软骨和骨组织。但ｂＢＭＰ诱导异位成骨过程的超微结构研究报道甚少。本研究的目的是利用透射电子显微镜观察ｂＢＭＰ植入区间充质细胞向生骨细胞分化及成骨的超微结构变化。     

TNF-α对大鼠牙乳头细胞中BMP2及相关蛋白的表达调节研究

目的:在大鼠牙乳头间充质细胞中探讨肿瘤坏死因子α(TNF-α)对骨形态发生蛋白2(BMP2)及矿化相关蛋白的表达调控。方法:体外分离培养SD新生大鼠牙乳头间充质细胞,在添加TNF-α梯度的血清培养基中诱导培养,RT-PCR、WB及ELISA方法检测骨形态发生蛋白2(BMP2)表达情况;添加TNF-α不同时间梯度,RT-PCR、WB检测成骨分化标志蛋白碱性磷酸酶(ALP)、骨涎蛋白(BSP)表达变化。结果:TNF-α处理后,大鼠牙乳头间充质细胞中BMP2表达上调,ALP、BSP表达有所提高。结论:在大鼠牙乳头细胞中,TNF-α能够上调BMP2表达,进而诱导成牙骨质细胞矿化相关蛋白ALP,BSP表达,对牙齿发育矿化可能起到促进作用。     

NELL-1：高效特异的新型生长因子

骨与其他组织的再生往往需要种子细胞、支架材料和相关生长因子三方面的参与,而生长因子作为维持微环境的重要组成部分,对于组织再生起着重要作用［1-2］。人类尼尔样-1型分子（Nel-like molecule-1, NELL-1）基因位于第11号染色体p15.1 p15.2,长度约906 kb,包含20个编码外显子。基因编码的分泌蛋白包含810个氨基酸开放阅读框架,其相对分子质量在糖基化之前约为90 000。NELL-1是人类颅缝早闭症相关的一种分泌蛋白,结构包含有6个表皮生长样因子结构域,一个分泌信号肽,一个N末端分子,4个半胱氨酸富集区。NELL-1与胚胎系统发育密切相关,在骨骼系统的发育进程中扮演着重要角色,其具有良好的诱导骨再生与软骨再生的能力,尤其是针对软骨细胞系有较高的特异性。相对于经典的成骨诱导因子骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein 2, BMP-2）,NELL-1具有特异性强、诱导成骨的骨质更为致密、不良反应小等优势。近年来,NELL-1在组织工程领域进行了大量的研究,NELL-1研究涉及的方面主要包括基因或者蛋白结构及其表达谱［3-4］、生物学功能［5-6］、分子调控机制［7-8］、与疾病相关性［9-10］等。NELL-1与胚胎系统发育密切相关,在骨骼系统的发育进程中扮演着重要角色,其具有良好的诱导骨再生与软骨再生的能力,尤其是针对软骨细胞系有较高的特异性。NELL-1还具有与BMP-2协同作用的能力,NELL-1能够提高细胞对于BMP-2成骨诱导的反应,以及显著降低BMP-2诱发的炎症反应。因此本文拟通过循证医学系统评价的方法综述NELL-1生物学功能。     

BMP/FGF对骨髓基质细胞生长作用的研究进展

骨形态发生蛋白(BMP)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)因能够促进骨髓基质细胞的生长和分化引起广泛关注,单一或组合因子以及不同剂量、不同浓度配比的BMP/FGF发挥促进细胞生长的作用可能不同,细胞因子在骨组织工程构建中具有重要的作用,有利于诱导成骨,形成新生血管,探讨其骨生物学效应成为骨组织工程的一个重要方向。     

Smad信号通路在骨形成蛋白9促进牙囊干细胞成骨向分化中的研究

目的 探索骨形成蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)在诱导大鼠牙囊干细胞(rat dental follicle stem cells,rDFCs)成骨向分化过程中的Smad信号通路调控机制.方法 重组腺病毒骨形成蛋白9 (recombinant adenoviruses expressing BMP9,Ad-BMP9)转染纯化的第3代rDFCs后,Realtime qPCR、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及活性检测观察BMP9调节rDFCs早期及中晚期成骨能力,茜素红S染色检测钙盐沉积,Western blot检测Smad1/5/8磷酸化水平.结果 BMP9促进rDFCs成骨因子表达:成骨转录因子Runx2、成骨细胞特异性转录因子Osterix、ALP及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)在BMP9刺激组较空白组均明显升高(P＜0.05),钙盐沉积及钙结节形成也明显多于空白组,且BMP9促进了Smad1/5/8蛋白磷酸化水平升高.结论 BMP9通过激活Smad信号通路,提高Smad1/5/8蛋白磷酸化水平从而促进早中晚期成骨因子及碱性磷酸酶表达,促进了rDFCs成骨向分化.     

骨成形蛋白-7与肾脏疾病

近年来研究表明 ,与肾小球硬化程度相比 ,小管间质纤维化的病变程度与肾功能的损害程度更加密切。其中导致肾功能丧失的主要因素之一是疾病进展过程中肾实质细胞凋亡[1] 。机体内同时也存在保护机制 ,如产生一些生长因子 :表皮生长因子 (EGF)、肝细胞生长因子 (HGF)和骨成形蛋白(bonemorphogeneticprotein ,BMP) 7等。研究已发现 ,应用这些因子治疗肾脏疾病可延缓间质纤维化的进展、改善肾功能。一、前言(一 )BMP及其受体的结构和功能　BMP亦称骨蛋白 1 (OP 1 ) ,是转化生长因子 (TGF) β超家族中的一类亚族 ,迄今已在哺乳动物中…     

猪骨形态发生蛋白的分离与初步纯化

骨形态发生蛋白(BMP)为诱导中胚层未分化间充质细胞向成骨细胞方向分化的诱导因子。本实验以猪皮质骨为材料,通过6mol/L脲抽提、分步沉淀、羟基磷灰石层析、凝胶过滤和制备电泳等方法纯化BMP,并通过将BMP植入小鼠骨骼肌诱导成骨测定活性。结果表明,猪BMP的表观分子量小于26000,可能为酸性蛋白质。     

腺病毒载体在骨组织工程中应用的研究进展

近年来骨组织工程学的迅速发展为骨组织损伤修复提供了新的思路和方法，其内容主要包括以下几个方面：(1)具有成骨潜能的细胞成分；(2)能够诱导细胞增殖和分化的细胞因子；(3)提供细胞依附并引导细胞生长的基质支架；(4)起阻挡和引导作用的生物膜。其中细胞因子的作用越来越突出，有学者直接将骨形成蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)、转化生长因子-β(transforming growth factor-βTGF-β)、骨保护素(osteoprotegein，OPG)等因子注射到骨缺损区来修复骨缺损，     

抗坏血酸抑制核因子κB受体活化子配体诱导RAW264.7细胞的分化和功能

目的研究抗坏血酸对核因子κB受体活化子配体(RANKL)诱导体外培养的破骨前体细胞RAW2647形成成熟多核破骨细胞的影响,探讨抗坏血酸在破骨前体细胞分化中的作用及机制。方法利用不同浓度的抗坏血酸与RANKL单独或共同处理RAW2647细胞,MTT法测定细胞增殖,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法观察TRAP阳性多核细胞,逆转录聚合酶链反应(RTPCR)测定破骨细胞表型基因和功能基因的表达,Western印迹方法检测碳酐酶Ⅱ基因蛋白表达,破骨细胞的骨吸收功能用骨吸收陷窝面积计数法分析。结果抗坏血酸和RANKL都抑制RAW2647细胞的增殖(P<005),但它们之间无协同作用。抗坏血酸本身不能诱导RAW2647细胞形成破骨细胞,但可抑制RANKL诱导的TRAP阳性多核破骨细胞形成(P<005)。抗坏血酸下调RANKL诱导的碳酐酶Ⅱ和RANK基因mRNA表达及碳酐酶Ⅱ基因蛋白表达,抑制骨吸收功能(P<005)。结论抗坏血酸能直接抑制RANKL诱导的破骨细胞形成和功能。     

小鼠胚胎干细胞定向诱导分化为软骨样细胞的初步研究

目的全反式维生素A酸(RA)联合转化生长因子-β1(TGF-β1)及骨形态发生蛋白-2(BMP2)等多种因子定向诱导小鼠胚胎干细胞(ESC)分化,探索这几种细胞因子对ESC的成软骨定向诱导分化作用.方法小鼠ESC在小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)饲养层上培养扩增,在1 ×10.mol/L全反式RA条件下制备拟胚体(EB),贴壁后联合应用TGF-β1及BMP2诱导分化,经形态学、免疫细胞化学和RT-PCR检测细胞性质.结果 ESC在悬浮培养下,经RA初步诱导后给予TGF-β1及BMP2等因子继续诱导,贴壁后EB周边可爬出多角形分化细胞,诱导分化细胞和EB表达Ⅱ型胶原和软骨发生早期特异性转录因子Scleraxis.结论在RA预诱导EB分化后,TGF-β1和BMP2等因子可定向诱导小鼠ESC表达软骨特异性相关基因和蛋白,为胚胎干细胞成为软骨组织工程种子细胞提供了可能.     

重组人 BMP-2 诱导 C3H10T1/2 间质干细胞定向成骨分化早期基因表达谱分析简

目的 研究间质干细胞早期定向成骨分化基因表达谱,为研究基因对早期成骨定向分化调控机制提供实验基础.方法 分别提取重组人骨形成蛋白2（rhBMP-2）诱导组和对照组C3H10T1/2细胞总RNA,进行扩增标记后,与ArraySTAR小鼠基因芯片杂交,应用生物信息学软件GeneSpring和GATHER对基因芯片数据进行分析.应用STRING在线软件对差异表达基因构建蛋白互作网络并进行网络分析.结果 C3H10T1/2早期成骨分化中,主要富集发育、器官形成等分子功能本体以及细胞因子-细胞因子受体作用信号通路.成骨分化1d和4d均上调表达基因42个,下调表达基因45个.网络分析研究表明：Egfr、Cxcl 12等信号分子参与调控rhBMP-2诱导成骨分化.结论 筛选的差异表达基因和信号分子对早期成骨分化调控具有重要作用,为进一步全面解析早期成骨定向分化提供实验基础.     

骨形成蛋白2及骨形成蛋白4在牙胚发育中的时空表达及意义

牙齿发育初期和后期起调节作用的一些信号分子中,骨形成蛋白是与骨和牙齿形成相关的生长因子,作为形态生成信号在牙齿发育不同时期调控上皮与间充质间相互作用。牙胚发育过程中,BMP-2、BMP-4在牙胚发育各个时期的表达提示其在牙胚发育中的作用。研究表明,BMP-2、BMP-4作为上皮-间充质相互作用的继发调节信号参与牙齿发育,BMP-2参与调控牙乳头细胞分化形成成牙本质细胞;BMP-4与多种细胞因子相互作用参与调控牙型的形成。