Smads及其相关转录因子与骨形态发生蛋白诱导成骨的信号传导

目的 综述有关骨形态发生蛋白(BMPs)诱导成骨的信号传导机制，深入了解BMPs基础及应用研究的理论依据。方法 查阅近期相关文献，了解BMPs相关蛋白(Smads)及其相关转录因子在BMPs诱导成骨的信号传导中的作用。结果 BMPs的信号传导过程是：BMPs首先与Ⅱ型受体和Ⅰ型受体结合，Ⅰ型受体磷酸化Smads，Smads进入核内与转录因子相互作用影响相关蛋白的转录。Smads可分为受体调节Smads(R—Smads：Smadl、2、3、5、8和9)、共同介导者Smad(Co—SmadlSmad4)和抑制性Smads(Ⅰ—Smads：Smad6、7)。Smadl、Smad5和Smad8，可能还有Smad9涉及BMPs的信号传导。多种激酶如局部粘连激酶(FAK)、Ras-细胞外信号调节激酶(ERK)、磷脂酰肌醇3激酶(P13K)和Akt丝／苏氨酸激酶与Smads的信号传导有关。与Smadl和Smad5相关的转录因子有核心结合蛋白A1(CB-FA1)、Smad相互作用蛋白1(SIPl)、鸟氨酸脱羧酶拮抗酶(OAZ)、激活蛋白-1(AP-1)、蟾蜍腹侧形成同源框蛋白-2(Xvent-2)、生长抑素(Ski)、抗增殖蛋白(Tob)、同源结构域转录因子-8(Hoxc-8)等。CBFAI与转化生长因子-β和BMP-2信号传导有关，能与Smadl、2、3、5相互作用，在骨形成中起重要作用。锁骨、颅骨发育不良被认为是CBFAI的杂合型突变引起的。CBFAI基因敲除的小鼠缺乏膜内和软骨内成骨，软骨的成熟及分化也受到了严重干扰。结论 Smads及其相关转录因子尤其是Smadl、5、8和CBFAI在BMPs诱导成骨的信号传导中起重要作用。     

骨形态形成蛋白在脊柱外科的应用进展

骨形态形成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP)是由Urist在1965年对脱钙骨基质的成骨研究中发现的一种小分子量可溶性透膜糖蛋白,属于轻型生长因子β(TGF-β)超家族成员。研究证实,BMP对骨骼发育具有重要的调节作用,其在不同种属动物体内都有骨诱导活性,重组的BMP亦可在原位和异位诱导骨、软骨、肌腱和韧带的形成等。BMP的生物活性已得到各研究领域的关注,本文着重BMP在脊柱外科的应用作一综述。1BMP与脊柱融合许多动物实验证实BMP可促进脊柱融合。BMP首先和Ⅱ型受体结合并使其活化,然后再结合并激活Ⅰ型受体,激活的Ⅰ型受体迅…     

Smads在骨形态发生蛋白诱导成骨中的作用

Smads蛋白是骨形态发生蛋白细胞内信号传导中起重要作用的转录因子,在骨形态发生蛋白诱导骨形成中发挥着关键作用.骨形态发生蛋白可以激活多种Smads蛋白并使其转移至细胞核,通过直接与特定DNA序列相结合、与核调节因子形成复合体、募集转录共活化或共抑制因子等3种方式调节目的基因的转录,最终诱导骨形成.该文就Smads蛋白的定义与分类、Smads信号转导通路及其在骨形态发生蛋白诱导成骨中的作用机制、BMP/Smads信号调节通路与其他通路之间的关系等相关研究作一综述.     

人骨膜细胞体外成骨分化的基因表达和功能检测

目的 探讨并鉴定骨膜细胞经骨形成蛋白7(BMP7)诱导分化为成骨细胞的基因表达和细胞功能.方法 成人胫骨骨膜常规体外细胞培养法,分实验组和对照组,分别加入BMP7加成骨辅助剂和单纯成骨辅助剂进行体外培养.CCK-8法检测细胞增殖活性,第5、10、15和20天分别采用Real Time-PCR检测骨钙素基因表达,ELISA法检测上清液碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)的水平,甲苯胺蓝染色检测糖胺聚糖(GAG),Real Time-PCR检测Ⅱ型胶原基因,比色法检测细胞ALP活性,ALP染色法检测ALP,Yon Kossa染色法检测钙结节.结果 两组骨钙素基因表达及上清液ALP、骨钙素、骨桥蛋白的含量均增高,实验组与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).两组细胞的ALP和钙结节染色阳性率增高,实验组与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).甲苯胺蓝染色阳性率及Ⅱ型胶原基因表达表现为先高后低,实验组与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).结论 骨膜细胞在BMP7诱导下体外大量增殖和分化成骨,表达出明显的成骨特异基因,并具有合成分泌成骨特异蛋白的功能;成骨化过程中,除直接分化成骨外,还存在部分细胞先经软骨形成再钙化成骨的现象;经骨膜细胞-BMP7途径在体外获取大量成骨细胞可用于组织工程的体外构骨及临床应用.     

重组人α肿瘤坏死因子对牛骨形态发生蛋白异位诱导成骨的影响

骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein;BMP)是一类从动物骨基质中分离出来的低分子量酸性多肽,可诱导未分化的间充质细胞不可逆地分化为软骨和骨组织,从而导致新骨形成。α肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α;TNFα)是一种主要由巨噬细胞分泌产生,具有多向生物功能的细胞因子,它不仅在细胞调节、免疫及炎症等方面发挥作用,而且直接影响骨代谢的调节。     

骨形态发生蛋白在同种异体骨骨移植中研究进展

在同种异体骨骨移植的骨愈合过程中,骨形态生成蛋白(bone morphogenetic Protein,BMP)是关键性的调节因素,它们通过调节转录因子以及借助一些信号转导途径,促进骨祖细胞分化成为成熟的成骨细胞和软骨细胞,发挥了诱导分化和定向分化的效应。骨形态生成蛋白使诱导分化生成的新骨与以同种异体骨移植为支架的骨传导作用相辅相成,完成骨缺损的修复。本文就BMP在同种异体骨骨移植愈合过程中的作用机制的研究进展进行综述。     

骨形态发生蛋白-9研究现状

骨形态发生蛋白(BMP)具有多种生物学功能,BMP-9是骨骼系统已知BMP家族中成骨活性最强的成员之一,其骨诱导活性不会受到免疫反应的较大抑制,故也是该家族中唯一能在有免疫能力的动物体内显著诱导骨形成的成员.目前研究证实,动物模型中BMP-9可有效地修复骨缺损和诱导脊柱融合,此外对神经系统、肝脏等骨外器官和组织也具有生物学作用.     

sclerostin及其作用机制的研究进展

硬化性狭窄病(sclerosteosis)和Van Buchem病是两种罕见的常染色体隐性遗传而致严重骨肥大的疾病.根据目前研究,SOST基因以及其转录蛋白sclerostin与以上二两种疾病有关,并证实sclerostin是通过抑制Wnt信号传导通路来调节骨代谢,而并非抑制骨形态发生蛋白(BMP)来阻止骨形成.同时,SOST基因及其转录蛋白sclerostin对于骨质疏松症、肾脏透明细胞癌等疾病也有一定的临床意义,其临床应用前景十分乐观.     

TGF-β/Smad信号通路与肾脏疾病的研究进展

TGF-β(transforming growth factor-β)超家族成员主要有TGF-βs、活化素(activin)／抑制素(inhibins)、果蝇(Drosophila)的Dpp(Dccapentaplegic complex)、骨形态发生蛋白(BMP)等，它们对胚胎发育、器官形成、细胞的增殖、分化、凋亡起着重要的调节作用。TGF-β信号从细胞膜传人细胞核，与基因表达偶联，依赖Smads家族蛋白调节．     

诱导立体网架上成纤维细胞表达成骨表型及其机制的研究

目的探讨诱导条件下的成纤维细胞在三维结构的聚乙醇酸（PGA）网架上表达成骨表型的可行性,以及肿瘤坏死因子α（TNF-α）对成纤维细胞骨形态发生蛋白（BMP）受体表型表达的影响。方法分离、纯化人皮肤成纤维细胞,实验用第2代细胞：（1）种植成纤维细胞于PGA网架上,进行体外旋转培养,并用含TNF-α（50U／ml）和BMP-2（0．1μg／ml）的条件培养液进行诱导。于1d,3、6周后利用倒置相差显微镜、扫描电镜、四环素荧光标记、茜素红染色方法观察细胞生长、骨样组织形成和矿化物沉积情况。上清液生化检测分析成骨性标志物分泌情况;（2）接种成纤维细胞于预置玻片或75cm。培养瓶中,用含TNF-α（50U／ml）的条件培养液进行一次性或连续性干预,采用逆转录聚合酶链反应和免疫组织化学技术,于2．4、6、8d后分别检测BMPⅠ型受体（BMPR-ⅠA和BMPR-ⅠB）mRNA表达及蛋白形成状况。结果诱导3周后三维网架上的成纤维细胞表达成骨表型,分泌成骨细胞特征性标志物：骨钙素（OCN）和骨特异性碱性磷酸酶（B-AKP）;分泌大量细胞外基质形成骨样组织;平面培养发现,TNF-α（50U／ml）连续干预8d可增高BMPR-ⅠB的mRNA表达和蛋白合成。结论三维立体网架上的成纤维细胞在诱导条件下能够向成骨型细胞转化,形成骨样组织,有希望作为一种新的成骨型细胞的种子细胞源;TNF-α为BMP-2的靶向作用提供条件,TNF-α和BMP-2联合应用是调节成纤维细胞表型转化的诱导条件之一。