Костный морфогенетический белок 7
| БМП7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | BMP7 , OP-1, костный морфогенетический белок 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 112267 ; МГИ : 103302 ; Гомологен : 20410 ; Генные карты : BMP7 ; ОМА : BMP7 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Костный морфогенетический белок 7 или BMP7 (также известный как остеогенный белок-1 или OP-1 ) представляет собой белок , который у человека кодируется BMP7 геном . [5]
Функция
[ редактировать ]Белок, кодируемый этим геном, является членом суперсемейства TGF-β . Как и другие члены семейства белков костных морфогенетических белков , он играет ключевую роль в трансформации мезенхимальных клеток в кость и хрящ. Он ингибируется noggin и аналогичным белком хордином , которые экспрессируются в организаторе Спемана-Мангольда. BMP7 может участвовать в гомеостазе кости . Он экспрессируется в головном мозге , почках и мочевом пузыре . [6]
BMP7 индуцирует фосфорилирование SMAD1 и SMAD5 , которые, в свою очередь, индуцируют транскрипцию многочисленных остеогенных генов. [7] Было продемонстрировано, что обработки BMP7 достаточно, чтобы индуцировать все генетические маркеры остеобластов дифференцировки во многих типах клеток. [6]
Роль в развитии позвоночных
[ редактировать ]Роль BMP7 в развитии почек млекопитающих заключается в индукции МЕТ метанефрогенной бластемы. [8] Эпителиальная ткань, возникающая в результате этого процесса МЕТ, в конечном итоге образует канальцы и клубочки нефрона. [8] BMP-7 также важен для гомеостаза почек взрослого человека, ингибируя эпителиально-мезенхимальный переход (ЕМТ). Экспрессия BMP-7 снижается, когда нефрон подвергается воспалительному или ишемическому стрессу, что приводит к ЭМП, что может привести к фиброзу почки. [9] Этот тип фиброза часто приводит к почечной недостаточности и является предиктором терминальной стадии почечной недостаточности. [10]
Было обнаружено, что BMP7 имеет решающее значение в определении вентрально-дорсальной организации у рыбок данио. BMP7 вызывает экспрессию вентральных фенотипов, тогда как его полное ингибирование создает дорсальный фенотип. Более того, BMP7 в конечном итоге частично «выключается» в эмбриональном развитии, чтобы создать дорсальные части организма. [11]
Во многих ранних экспериментах по развитию рыбок данио ученые использовали caBMPR (конститутивно активный) и tBMP (усеченный рецептор), чтобы определить влияние BMP7 на эмбриогенез. Они обнаружили, что конститутивно активный, который заставляет BMP экспрессироваться повсюду, создает вентрализованный фенотип, тогда как укороченный - дорсальный.
Терапевтическое применение
[ редактировать ]Человеческий рекомбинантный BMP7 используется в хирургических целях и первоначально продавался под торговой маркой OP1 (снят с производства компанией Olympus Biotech, которая купила его у Stryker). Его можно использовать для сращения тел позвонков во избежание неврологических травм. [12] Также при лечении большеберцовой кости несращения , часто в случаях, когда костный трансплантат не удался. [13] rhBMP-2 гораздо более широко используется в клинической практике, поскольку он помогает лучше расти костной ткани, чем rhBMP-7 и другие BMP. [14]
BMP7 также имеет потенциал для лечения хронического заболевания почек. [15] [16] Заболевание почек характеризуется нарушением структуры канальцев за счет накопления миофибробластов и инфильтрации моноцитов. [17] Поскольку эндогенный BMP-7 является ингибитором сигнального каскада TGF-β, который индуцирует фиброз, использование экзогенного рекомбинантного BMP-7 (rhBMP-7) может быть эффективным методом лечения хронического заболевания почек. [8] Также считается, что BMP-7 обращает вспять фиброз и ЭМП за счет уменьшения инфильтрации моноцитов в воспаленную ткань. [15] На молекулярном уровне BMP-7 подавляет воспаление, подавляя экспрессию нескольких провоспалительных цитокинов, вырабатываемых моноцитами. [15] Уменьшение этого воспалительного стресса, в свою очередь, снижает вероятность фиброза. [9]
Было показано, что независимо от механизма фиброза или происхождения миофибробластов экзогенный BMP-7 обращает вспять процесс ЭМП и запускает МЕТ. [8] В конечном итоге это восстанавливает популяцию здоровых эпителиальных клеток и нормальную функцию почек у мышей. [8] Это актуально и для людей, поскольку многие заболевания, вызванные фиброзом органов, возникают в результате процесса ЭМП. [9] Эпителиально-мененхимальный переход также проблематичен при метастазах рака, поэтому уменьшение ЕМТ с помощью рекомбинантной ДНК может иметь большие последствия для будущих вариантов лечения рака. [9]
Введение BMP7 было предложено в качестве возможного лечения бесплодия у людей из-за плохой реакции на лечение ФСГ . [18]
Пропаганда бурого жира
[ редактировать ]Было обнаружено, что мыши, которым вводили BMP7, увеличили выработку «хороших» бурых жировых клеток, сохраняя при этом постоянный уровень нормальных белых жировых клеток. В результате может быть разработана терапия BMP7 для лечения ожирения у людей. [19] [20]
BMP7 не только стимулирует бурый адипогенез, [20] [21] он также стимулирует «потемнение» ярких или бежевых адипоцитов , превращая их из белоподобного фенотипа в коричневоподобный фенотип (с индукцией UCP1 и способностью осуществлять несократительный термогенез, что позволяет рассеивать энергию в виде тепла). [22]
Другие возможные эффекты
[ редактировать ]Некоторые исследования показывают, что BMP7 может регулировать или влиять на потребление пищи. [23] [21]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000101144 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000008999 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Хан Г.В., Коэн Р.Б., Возни Дж.М., Левитц К.Л., Шор Э.М., Заслов М.А., Каплан Ф.С. (ноябрь 1992 г.). «Подсемейство костных морфогенетических белков: хромосомная локализация человеческих генов BMP5, BMP6 и BMP7» . Геномика . 14 (3): 759–62. дои : 10.1016/S0888-7543(05)80181-8 . ПМИД 1427904 .
- ^ Перейти обратно: а б Чен Д., Чжао М., Манди Г.Р. (декабрь 2004 г.). «Костные морфогенетические белки». Факторы роста . 22 (4): 233–41. дои : 10.1080/08977190412331279890 . ПМИД 15621726 . S2CID 22932278 .
- ^ Ито Ф., Асао Х., Сугамура К., Хелдин Ч., тен Дейке П., Ито С. (август 2001 г.). «Стимулирование передачи сигналов костных морфогенетических белков посредством негативной регуляции ингибирующих Smads» . Журнал ЭМБО . 20 (15): 4132–42. дои : 10.1093/emboj/20.15.4132 . ПМК 149146 . ПМИД 11483516 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Зейсберг М., Боттильо С., Кумар Н., Маэсима Ю., Штруц Ф., Мюллер Г.А., Каллури Р. (декабрь 2003 г.). «Костный морфогенный белок-7 ингибирует прогрессирование хронического фиброза почек, связанное с двумя генетическими моделями мышей». Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 285 (6): F1060–7. дои : 10.1152/ajprenal.00191.2002 . ПМИД 12915382 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Каллури Р., Вайнберг Р.А. (июнь 2009 г.). «Основы эпителиально-мезенхимального перехода» . Журнал клинических исследований . 119 (6): 1420–8. дои : 10.1172/JCI39104 . ПМК 2689101 . ПМИД 19487818 .
- ^ Ван С.Н., Лапаж Дж., Хиршберг Р. (ноябрь 2001 г.). «Потеря морфогенетического белка-7 трубчатой кости при диабетической нефропатии» . Журнал Американского общества нефрологов . 12 (11): 2392–9. дои : 10.1681/ASN.V12112392 . ПМИД 11675415 .
- ^ Майерс Д.С., Сепич Д.С., Солница-Крезель Л. (март 2002 г.). «Градиент активности Bmp регулирует конвергентное расширение во время гаструляции рыбок данио» . Биология развития . 243 (1): 81–98. дои : 10.1006/dbio.2001.0523 . ПМИД 11846479 .
- ^ Ваккаро А.Р., Ванг П.Г., Патель Т., Филлипс Ф.М., Андерсон Д.Г., Альберт Т.Дж., Хилибранд А.С., Брауэр Р.С., Курд М.Ф., Аппаннагари А., Патель М., Фишгрунд Дж.С. (2008). «Безопасность и эффективность OP-1 (rhBMP-7) в качестве замены аутотрансплантата гребня подвздошной кости при заднелатеральном поясничном артродезе: минимум 4-летнее наблюдение пилотного исследования». Журнал позвоночника . 8 (3): 457–65. дои : 10.1016/j.spinee.2007.03.012 . ПМИД 17588821 . S2CID 3092348 .
- ^ Циммерманн Г., Мюллер У., Леффлер С., Вентценсен А., Могаддам А. (ноябрь 2007 г.). «[Терапевтический результат при псевдоартрозе большеберцовой кости: костный морфогенетический белок 7 (BMP-7) по сравнению с аутологичной костной пластикой при переломах большеберцовой кости]». Der Unfallchirurg (на немецком языке). 110 (11): 931–8. дои : 10.1007/s00113-007-1347-y . ПМИД 17989951 .
- ^ Эвен Дж., Эскандер М., Кан Дж. (сентябрь 2012 г.). «Костный морфогенетический белок в хирургии позвоночника: настоящее и будущее использование» . Журнал Американской академии хирургов-ортопедов . 20 (9): 547–52. дои : 10.5435/JAAOS-20-09-547 . ПМИД 22941797 .
- ^ Перейти обратно: а б с Гулд С.Э., Дэй М., Джонс С.С., Дорай Х. (январь 2002 г.). «BMP-7 регулирует экспрессию хемокинов, цитокинов и гемодинамических генов в клетках проксимальных канальцев» . Почки Интернешнл . 61 (1): 51–60. дои : 10.1046/j.1523-1755.2002.00103.x . ПМИД 11786084 .
- ^ Гонсалес Э.А., Лунд Р.Дж., Мартин К.Дж., Маккартни Дж.Э., Тондрави М.М., Сампат Т.К., Хруска К.А. (апрель 2002 г.). «Лечение мышиной модели почечной остеодистрофии с высоким оборотом экзогенным BMP-7» . Почки Интернешнл . 61 (4): 1322–31. дои : 10.1046/j.1523-1755.2002.00258.x . ПМИД 11918739 .
- ^ Моррисси Дж., Хруска К., Го Г., Ван С., Чен Ц., Клар С. (январь 2002 г.). «Костный морфогенетический белок-7 улучшает фиброз почек и ускоряет восстановление функции почек» . Журнал Американского общества нефрологов . 13 (Приложение 1): С14–21. дои : 10.1681/ASN.V13suppl_1s14 . ПМИД 11792757 .
- ^ Ши Дж., Ёсино О., Осуга Ю., Ниши О., Яно Т., Такетани Ю. (март 2010 г.). «Костный морфогенетический белок 7 (BMP-7) увеличивает экспрессию рецептора фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в гранулезных клетках человека» . Фертильность и бесплодие . 93 (4): 1273–9. doi : 10.1016/j.fertnstert.2008.11.014 . ПМИД 19108831 .
- ^ Джа А (21 августа 2008 г.). «Ожирение: ученые определили белок, который способствует сжиганию жира» . Наука . Guardian.co.uk . Проверено 3 сентября 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ценг Ю.Х., Коккотоу Э., Шульц Т.Дж., Хуанг Т.Л., Винней Дж.Н., Танигучи К.М. и др. (август 2008 г.). «Новая роль костного морфогенетического белка 7 в буром адипогенезе и расходе энергии» . Природа . 454 (7207): 1000–4. Бибкод : 2008Natur.454.1000T . дои : 10.1038/nature07221 . ПМК 2745972 . ПМИД 18719589 .
- ^ Перейти обратно: а б Таунсенд К.Л., Сузуки Р., Хуан Т.Л., Цзин Э., Шульц Т.Дж., Ли К., Танигучи СМ, Эспиноза Д.О., Макдугалл Л.Е., Чжан Х., Хэ Т.К., Коккотоу Э., Ценг Ю.Х. (май 2012 г.). «Костный морфогенетический белок 7 (BMP7) обращает вспять ожирение и регулирует аппетит посредством центрального пути mTOR» . Журнал ФАСЭБ . 26 (5): 2187–96. дои : 10.1096/fj.11-199067 . ПМЦ 3336788 . ПМИД 22331196 .
- ^ Окла М., Ха Дж.Х., Темел Р.Э., Чунг С. (февраль 2015 г.). «BMP7 превращает адипогенные стволовые клетки человека в метаболически активные бежевые адипоциты» . Липиды . 50 (2): 111–20. дои : 10.1007/s11745-014-3981-9 . ПМК 4306630 . ПМИД 25534037 .
- ^ Бун М.Р., ван ден Берг С.А., Ван Й., ван ден Босше Дж., Каркампуна С., Баувенс М., Де Сент-Хуберт М., ван дер Хорст Г., Вукицевич С., де Винтер МП, Хавекес Л.М., Юкема Дж.В., Тамсма Дж.Т., ван дер Плюйм Г., ван Дейк К.В., Ренсен ПК (16 сентября 2013 г.). «BMP7 активирует бурую жировую ткань и снижает ожирение, вызванное диетой, только при субтермонейтральности» . ПЛОС ОДИН . 8 (9):e74083. Стартовый код : 2013PLoSO...874083B . дои : 10.1371/journal.pone.0074083 . ПМЦ 3774620 . ПМИД 24066098 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Штаб-квартира Сяо, Ши В, Чжан Ю, Лян Ю Цзы (апрель 2009 г.). «[Влияние костного морфогенного белка 7 на экспрессию и распределение нефрина в почках диабетических крыс]». Нань Фан И Кэ да Сюэ Сюэ Бао = Журнал Южного медицинского университета . 29 (4): 671–5. ПМИД 19403392 .
- Мюррей Л.А., Хакетт Т.Л., Уорнер С.М., Шахин Ф., Арджентьери Р.Л., Дудас П., Фаррелл Ф.С., Найт Д.А. (2008). Эйкельберг О. (ред.). «BMP-7 не защищает от фиброза легких или кожи, вызванного блеомицином» . ПЛОС ОДИН . 3 (12): е4039. Бибкод : 2008PLoSO...3.4039M . дои : 10.1371/journal.pone.0004039 . ПМЦ 2603595 . ПМИД 19112509 .
- Фридман Б.И., Боуден Д.В., Циглер Дж.Т., Лангефельд К.Д., Лехтинен А.Б., Рудок М.Е., Ленчик Л., Хруска К.А., Регистр TC, Карр Дж.Дж. (октябрь 2009 г.). «Полиморфизмы гена костного морфогенетического белка 7 (BMP7) связаны с обратными взаимосвязями между сосудистой кальцификацией и МПК: исследование диабетического сердца» . Журнал исследований костей и минералов . 24 (10): 1719–27. дои : 10.1359/jbmr.090501 . ПМЦ 2743282 . ПМИД 19453255 .
- Гарриок Х.А., Крафт Дж.Б., Шин С.И., Питерс Э.Дж., Йокояма Дж.С., Дженкинс Г.Д., Рейнальда М.С., Слагер С.Л., МакГрат П.Дж., Гамильтон С.П. (январь 2010 г.). «Полногеномное ассоциативное исследование реакции циталопрама при большом депрессивном расстройстве» . Биологическая психиатрия . 67 (2): 133–8. doi : 10.1016/j.biopsych.2009.08.029 . ПМК 2794921 . ПМИД 19846067 .
- Редди АХ (июль 2000 г.). «Костные морфогенетические белки и развитие скелета: связь почки и кости». Детская нефрология . 14 (7): 598–601. дои : 10.1007/s004670000364 . ПМИД 10912525 . S2CID 20757453 .
- Гаучи О.П., Кадош Д., Зеллвегер Р., Джосбери К.А., Филгейра Л. (2009). «Индукция апоптоза и снижение пролиферации остеобластов человека с помощью rhBMP-2, -4 и -7». Журнал скелетно-мышечных и нейрональных взаимодействий . 9 (1): 53–60. ПМИД 19240369 .
- Алармо Э.Л., Перссинен Дж., Кетолайнен Ю.М., Савинайнен К., Карху Р., Каллиониеми А. (март 2009 г.). «BMP7 влияет на пролиферацию, миграцию и инвазию клеток рака молочной железы». Письма о раке . 275 (1): 35–43. дои : 10.1016/j.canlet.2008.09.028 . ПМИД 18980801 .
- Эльшайер А.М., Хакимиян А.А., Раппопорт Л., Рюгер Д.С., Чубинская С. (январь 2009 г.). «Влияние интерлейкина-1бета на передачу сигналов, индуцированную остеогенным белком 1, в суставных хондроцитах взрослого человека» . Артрит и ревматизм . 60 (1): 143–54. дои : 10.1002/арт.24151 . ПМК 2626196 . ПМИД 19116903 .
- Йерджес Л.М., Клей Л., Коли Дж.А., Редер К., Каммерер С.М., Моффетт С.П., Энсруд К.Е., Нестлерод К.С., Маршалл Л.М., Хоффман А.Р., Льюис С., Ланг Т.Ф., Барретт-Коннор Э., Феррелл Р.Э., Орволл Э.С., Змуда Дж.М. ( декабрь 2009 г.). «Исследование ассоциаций высокой плотности 383 генов-кандидатов для определения объемной МПК в шейке бедренной кости и поясничном отделе позвоночника среди пожилых мужчин» . Журнал исследований костей и минералов . 24 (12): 2039–49. дои : 10.1359/jbmr.090524 . ПМК 2791518 . ПМИД 19453261 .
- Дудас П.Л., Аржентьери Р.Л., Фаррелл FX (май 2009 г.). «BMP-7 не способен ослабить индуцированный TGF-бета1 эпителиально-мезенхимальный переход в эпителиальных клетках проксимальных канальцев человека» . Нефрология, Диализ, Трансплантация . 24 (5): 1406–16. дои : 10.1093/ndt/gfn662 . ПМИД 19056781 .
- Хонсавек С., Чаянупаткул М., Танавали А., Сакдинакиаттикон М., Дипаисарнсакул Б., Юктанандана П., Нгармукос С. (август 2009 г.). «Связь уровня BMP-7 в плазме и синовиальной жидкости с тяжестью заболевания у пациентов с остеоартритом коленного сустава: пилотное исследование» . Международная ортопедия . 33 (4): 1171–5. дои : 10.1007/s00264-009-0751-z . ПМЦ 2898966 . ПМИД 19301001 .
- Сенгл Г., Оно Р.Н., Лайонс К.М., Бэчингер Х.П., Сакаи Л.Ю. (сентябрь 2008 г.). «Новая модель активации фактора роста: рецепторы типа II конкурируют с продоменом за BMP-7» . Журнал молекулярной биологии . 381 (4): 1025–39. дои : 10.1016/j.jmb.2008.06.074 . ПМК 2705212 . ПМИД 18621057 .
- Миту Г., Хиршберг Р. (май 2008 г.). «Костный морфогенетический белок-7 (BMP7) при хронической болезни почек» . Границы бионауки . 13 (13): 4726–39. дои : 10.2741/3035 . ПМИД 18508541 .
- Браун А., Сток Г., Патель А.А., Окафор С., Ваккаро А. (2006). «Остеогенный белок-1: обзор его применения при лечении позвоночника». Биопрепараты . 20 (4): 243–51. дои : 10.2165/00063030-200620040-00005 . ПМИД 16831023 . S2CID 23434940 .
- Фахардо М., Лю С.Дж., Эгол К. (декабрь 2009 г.). «Уровни экспрессии BMP-7 и нескольких антагонистов BMP могут играть важную роль в несращении перелома: пилотное исследование» . Клиническая ортопедия и связанные с ней исследования . 467 (12): 3071–8. дои : 10.1007/s11999-009-0981-9 . ПМК 2772945 . ПМИД 19597895 .
- Джаннудис П.В., Канакарис Н.К., Димитриу Р., Гилл И., Колимарала В., Монтгомери Р.Дж. (декабрь 2009 г.). «Синергетический эффект аутотрансплантата и BMP-7 при лечении атрофических несращений» . Клиническая ортопедия и связанные с ней исследования . 467 (12): 3239–48. дои : 10.1007/s11999-009-0846-2 . ПМЦ 2772926 . ПМИД 19396502 .
- Каллури Р., Нилсон Э.Г. (декабрь 2003 г.). «Эпителиально-мезенхимальный переход и его значение для фиброза» . Журнал клинических исследований . 112 (12): 1776–84. дои : 10.1172/JCI20530 . ПМК 297008 . ПМИД 14679171 .
- Чжу Л., Чуанчан Д., Вэй Л., Илинь С., Цзяшенг Д. (март 2010 г.). «Улучшенное заживление дефекта бедренной кости козы с использованием модифицированных геном BMP7 костных стволовых клеток и несущей тканеинженерной кости» . Журнал ортопедических исследований . 28 (3): 412–8. дои : 10.1002/jor.20973 . ПМИД 19725097 . S2CID 12548359 .
- Виейра А.Р., МакГенри Т.Г., Даак-Хирш С., Мюррей Дж.К., Маразита М.Л. (сентябрь 2008 г.). «Исследование генов-кандидатов/локусов при расщелинах губы/неба и зубных аномалиях выявило новые гены предрасположенности к расщелинам» . Генетика в медицине . 10 (9): 668–74. дои : 10.1097/GIM.0b013e3181833793 . ПМК 2734954 . ПМИД 18978678 .
- Крон К., Пете В., Бриолле Л., Садикович Б., Озчелик Х., Сундерджи А., Венкатешваран В., Пинтус Дж., Флешнер Н., ван дер Кваст Т., Бапат Б. (2009). «Открытие новых гиперметилированных генов при раке простаты с использованием геномных микрочипов CpG-островков» . ПЛОС ОДИН . 4 (3): е4830. Бибкод : 2009PLoSO...4.4830K . дои : 10.1371/journal.pone.0004830 . ПМЦ 2653233 . ПМИД 19283074 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- костный морфогенетический белок 7 Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- BMP7 как Молекула 2011 года
- человека Расположение генома BMP7 и страница сведений о гене BMP7 в браузере генома UCSC .
галерея PDB |
|---|
