Костный морфогенетический белок 7
Ген, кодирующий белок у вида Homo sapiens

БМП7
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыBMP7 , OP-1, костный морфогенетический белок 7
Внешние идентификаторыОМИМ : 112267; МГИ : 103302; гомологен : 20410; Генные карты : BMP7; ОМА :BMP7 – ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

655

12162

Ансамбль

ENSG00000101144

ENSMUSG00000008999

UniProt

Р18075

Р23359

РефСек (мРНК)

NM_001719

NM_007557

RefSeq (белок)

NP_001710
NP_001710.1

NP_031583

Местоположение (UCSC)Хр 20: 57.17 – 57.27 МбХр 2: 172,71 – 172,78 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Костный морфогенетический белок 7 или BMP7 (также известный как остеогенный белок-1 или OP-1 ) — это белок , который у людей кодируется геном BMP7 . [5]

Функция

Белок, кодируемый этим геном, является членом суперсемейства TGF-β . Как и другие члены семейства белков морфогенетических белков костей , он играет ключевую роль в трансформации мезенхимальных клеток в кость и хрящ. Он ингибируется ноггином и похожим белком, хордином , которые экспрессируются в организаторе Шпемана-Мангольда. BMP7 может участвовать в гомеостазе костей . Он экспрессируется в мозге , почках и мочевом пузыре . [6]

BMP7 индуцирует фосфорилирование SMAD1 и SMAD5 , которые, в свою очередь, индуцируют транскрипцию многочисленных остеогенных генов. [7] Было показано, что обработка BMP7 достаточна для индукции всех генетических маркеров дифференциации остеобластов во многих типах клеток. [6]

Роль в развитии позвоночных

Роль BMP7 в развитии почек млекопитающих заключается в индукции MET метанефрогенной бластемы. [8] Эпителиальная ткань, возникающая в результате этого процесса MET, в конечном итоге образует канальцы и клубочки нефрона. [8] BMP-7 также важен для гомеостаза почек взрослого человека, ингибируя эпителиально-мезенхимальный переход (EMT). Экспрессия BMP-7 ослабевает, когда нефрон подвергается воспалительному или ишемическому стрессу, что приводит к EMT, который 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 данио-рерио. BMP7 вызывает экспрессию вентральных фенотипов, в то время как его полное ингибирование создает дорсальный фенотип. Более того, BMP7 в конечном итоге частично «отключается» в эмбриональном развитии для создания дорсальных частей организма. [11]

Во многих ранних экспериментах по развитию с использованием данио-рерио ученые использовали caBMPR (конститутивно активный) и tBMP (усеченный рецептор) для определения влияния BMP7 на эмбриогенез. Они обнаружили, что конститутивно активный, который заставляет BMP экспрессироваться везде, создает вентрализованный фенотип, тогда как усеченный — дорсализованный.

Терапевтическое применение

Человеческий рекомбинантный BMP7 имеет хирургическое применение и изначально продавался под торговой маркой OP1 (прекращено компанией Olympus Biotech, которая купила его у Stryker). Его можно использовать для помощи в сращении тел позвонков для предотвращения неврологических травм. [12] Также при лечении несращения большеберцовой кости , часто в случаях, когда костный трансплантат не сросся. [13] rhBMP-2 гораздо шире используется в клинической практике, поскольку он помогает лучше сращивать кость, чем rhBMP-7 и другие BMP. [14]

BMP7 также имеет потенциал для лечения хронического заболевания почек. [15] [16] Заболевание почек характеризуется нарушением архитектуры канальцев как за счет накопления миофибробластов, так и за счет инфильтрации моноцитов. [17] Поскольку эндогенный BMP-7 является ингибитором каскада сигналов TGF-β, который вызывает фиброз, использование экзогенного рекомбинантного BMP-7 (rhBMP-7) может быть жизнеспособным методом лечения хронического заболевания почек. [8] Также считается, что BMP-7 обращает вспять фиброз и ЭПТ за счет снижения инфильтрации моноцитов в воспаленную ткань. [15] На молекулярном уровне BMP-7 подавляет воспаление, снижая экспрессию нескольких провоспалительных цитокинов, вырабатываемых моноцитами. [15] Уменьшение этого воспалительного стресса, в свою очередь, снижает вероятность фиброза. [9]

Независимо от механизма фиброза или происхождения миофибробластов, было показано, что экзогенный BMP-7 обращает вспять процесс ЭПТ и запускает МЭТ. [8] В конечном итоге это восстанавливает здоровую популяцию эпителиальных клеток и нормальную функцию почек у мышей. [8] Это также актуально для людей, поскольку многие заболевания, возникающие из-за фиброза органов, возникают через процесс ЭПТ. [9] Эпителиально-мененхимальный переход также проблематичен при метастазах рака, поэтому уменьшение ЭПТ с помощью рекомбинантной ДНК может иметь большое значение для будущих вариантов лечения рака. [9]

Введение BMP7 было предложено в качестве возможного метода лечения бесплодия у людей из-за плохой реакции на лечение ФСГ . [18]

Продвижение бурого жира

Было обнаружено, что у мышей, которым вводили BMP7, увеличилось производство «хороших» бурых жировых клеток, при этом сохраняя постоянный уровень нормальных белых жировых клеток. В результате может быть разработана терапия ожирения у людей с использованием BMP7. [19] [20]

BMP7 не только стимулирует бурый адипогенез, [20] [21] он также стимулирует «побурение» коричневых или бежевых адипоцитов , превращая их из фенотипа, похожего на белый, в фенотип, похожий на коричневый (с индукцией UCP1 и способностью осуществлять несократительный термогенез, что позволяет рассеивать энергию в виде тепла). [22]

Другие возможные эффекты

Несколько исследований показывают, что BMP7 может регулировать или влиять на потребление пищи. [23] [21]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000101144 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000008999 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Hahn GV, Cohen RB, Wozney JM, Levitz CL, Shore EM, Zasloff MA, Kaplan FS (ноябрь 1992 г.). «Подсемейство костных морфогенетических белков: хромосомная локализация человеческих генов BMP5, BMP6 и BMP7». Genomics . 14 (3): 759– 62. doi : 10.1016/S0888-7543(05)80181-8 . PMID  1427904.
  6. ^ ab Chen D, Zhao M, Mundy GR (декабрь 2004 г.). "Костные морфогенетические белки". Факторы роста . 22 (4): 233– 41. doi :10.1080/08977190412331279890. PMID  15621726. S2CID  22932278.
  7. ^ Itoh F, Asao H, Sugamura K, Heldin CH, ten Dijke P, Itoh S (август 2001 г.). «Стимулирование передачи сигналов костного морфогенетического белка посредством негативной регуляции ингибиторных Smads». The EMBO Journal . 20 (15): 4132– 42. doi :10.1093/emboj/20.15.4132. PMC 149146. PMID  11483516 . 
  8. ^ abcde Zeisberg M, Bottiglio C, Kumar N, Maeshima Y, Strutz F, Müller GA, Kalluri R (декабрь 2003 г.). «Костный морфогенный белок-7 ингибирует прогрессирование хронического почечного фиброза, связанного с двумя генетическими моделями мышей». American Journal of Physiology. Renal Physiology . 285 (6): F1060–7. doi :10.1152/ajprenal.00191.2002. PMID  12915382.
  9. ^ abcd Каллури Р., Вайнберг Р. А. (июнь 2009 г.). «Основы эпителиально-мезенхимального перехода». Журнал клинических исследований . 119 (6): 1420– 8. doi :10.1172/JCI39104. PMC 2689101. PMID  19487818 . 
  10. ^ Wang SN, Lapage J, Hirschberg R (ноябрь 2001 г.). «Потеря морфогенетического белка-7 трубчатой ​​кости при диабетической нефропатии». Журнал Американского общества нефрологии . 12 (11): 2392– 9. doi : 10.1681/ASN.V12112392 . PMID  11675415.
  11. ^ Myers DC, Sepich DS, Solnica-Krezel L (март 2002). «Градиент активности Bmp регулирует конвергентное расширение во время гаструляции данио-рерио». Developmental Biology . 243 (1): 81– 98. doi : 10.1006/dbio.2001.0523 . PMID  11846479.
  12. ^ Vaccaro AR, Whang PG, Patel T, Phillips FM, Anderson DG, Albert TJ, Hilibrand AS, Brower RS, Kurd MF, Appannagari A, Patel M, Fischgrund JS (2008). «Безопасность и эффективность OP-1 (rhBMP-7) в качестве замены аутотрансплантата подвздошного гребня при заднебоковом поясничном артродезе: минимальное 4-летнее наблюдение пилотного исследования». The Spine Journal . 8 (3): 457– 65. doi :10.1016/j.spinee.2007.03.012. PMID  17588821. S2CID  3092348.
  13. ^ Циммерманн Г., Мюллер У., Леффлер К., Вентцензен 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. doi :10.1007/s00113-007-1347-y. PMID  17989951.
  14. ^ Even J, Eskander M, Kang J (сентябрь 2012 г.). «Костный морфогенетический белок в хирургии позвоночника: текущее и будущее использование». Журнал Американской академии ортопедических хирургов . 20 (9): 547–52 . doi : 10.5435/JAAOS-20-09-547 . PMID  22941797.
  15. ^ abc Gould SE, Day M, Jones SS, Dorai H (январь 2002 г.). «BMP-7 регулирует экспрессию хемокинов, цитокинов и гемодинамических генов в клетках проксимальных канальцев». Kidney International . 61 (1): 51– 60. doi : 10.1046/j.1523-1755.2002.00103.x . PMID  11786084.
  16. ^ González EA, Lund RJ, Martin KJ, McCartney JE, Tondravi MM, Sampath TK, Hruska KA (апрель 2002 г.). «Лечение мышиной модели высокооборотной почечной остеодистрофии экзогенным BMP-7». Kidney International . 61 (4): 1322– 31. doi : 10.1046/j.1523-1755.2002.00258.x . PMID  11918739.
  17. ^ Morrissey J, Hruska K, Guo G, Wang S, Chen Q, Klahr S (январь 2002 г.). «Костный морфогенетический белок-7 улучшает почечный фиброз и ускоряет восстановление почечной функции». Журнал Американского общества нефрологии . 13 (Suppl 1): S14–21. doi : 10.1681/ASN.V13suppl_1s14 . PMID  11792757.
  18. ^ Shi J, Yoshino O, Osuga Y, Nishii O, Yano T, Taketani Y (март 2010 г.). «Костный морфогенетический белок 7 (BMP-7) увеличивает экспрессию рецептора фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в гранулезных клетках человека». Fertility and Sterility . 93 (4): 1273– 9. doi : 10.1016/j.fertnstert.2008.11.014 . PMID  19108831.
  19. ^ Jha A (21.08.2008). «Ожирение: ученые выявили белок, способствующий сжиганию жира». Science . guardian.co.uk . Получено 03.09.2008 .
  20. ^ ab Tseng YH, Kokkotou E, Schulz TJ, Huang TL, Winnay JN, Taniguchi CM и др. (август 2008 г.). «Новая роль костного морфогенетического белка 7 в бурой адипогенезе и расходе энергии». Nature . 454 (7207): 1000– 4. Bibcode :2008Natur.454.1000T. doi :10.1038/nature07221. PMC 2745972 . PMID  18719589. 
  21. ^ ab Townsend KL, Suzuki R, Huang TL, Jing E, Schulz TJ, Lee K, Taniguchi CM, Espinoza DO, McDougall LE, Zhang H, He TC, Kokkotou E, Tseng YH (май 2012 г.). «Костный морфогенетический белок 7 (BMP7) обращает ожирение и регулирует аппетит через центральный путь mTOR». FASEB Journal . 26 (5): 2187– 96. doi : 10.1096/fj.11-199067 . PMC 3336788. PMID  22331196 . 
  22. ^ Okla M, Ha JH, Temel RE, Chung S (февраль 2015 г.). «BMP7 превращает адипогенные стволовые клетки человека в метаболически активные бежевые адипоциты». Липиды . 50 (2): 111– 20. doi :10.1007/s11745-014-3981-9. PMC 4306630 . PMID  25534037. 
  23. ^ 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 MP, Хавекес Л.М., Джукема 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. Бибкод : 2013PLoSO...874083B. дои : 10.1371/journal.pone.0074083 . ПМЦ 3774620 . ПМИД  24066098. 

Дальнейшее чтение

  • Xiao HQ, Shi W, Zhang Y, Liang YZ (апрель 2009 г.). «[Влияние костного морфогенетического белка 7 на экспрессию и распределение нефрина в почках диабетических крыс]». Nan Fang Yi Ke da Xue Xue Bao = Журнал Южного медицинского университета . 29 (4): 671– 5. PMID  19403392.
  • Murray LA, Hackett TL, Warner SM, Shaheen F, Argentieri RL, Dudas P, Farrell FX, Knight DA (2008). Eickelberg O (ред.). «BMP-7 не защищает от фиброза легких или кожи, вызванного блеомицином». PLOS ONE . 3 (12): e4039. Bibcode : 2008PLoSO...3.4039M. doi : 10.1371/journal.pone.0004039 . PMC  2603595. PMID  19112509 .
  • Freedman BI, Bowden DW, Ziegler JT, Langefeld CD, Lehtinen AB, Rudock ME, Lenchik L, Hruska KA, Register TC, Carr JJ (октябрь 2009 г.). «Полиморфизмы гена костного морфогенетического белка 7 (BMP7) связаны с обратными отношениями между сосудистой кальцификацией и BMD: исследование диабетического сердца». Journal of Bone and Mineral Research . 24 (10): 1719– 27. doi :10.1359/jbmr.090501. PMC  2743282. PMID  19453255 .
  • Garriock HA, Kraft JB, Shyn SI, Peters EJ, Yokoyama JS, Jenkins GD, Reinalda MS, Slager SL, McGrath PJ, Hamilton SP (январь 2010 г.). «Исследование ассоциаций генома при ответе на циталопрам при большом депрессивном расстройстве». Биологическая психиатрия . 67 (2): 133– 8. doi :10.1016/j.biopsych.2009.08.029. PMC  2794921. PMID  19846067 .
  • Reddi AH (июль 2000 г.). «Костные морфогенетические белки и развитие скелета: связь почки и кости». Детская нефрология . 14 (7): 598– 601. doi :10.1007/s004670000364. PMID  10912525. S2CID  20757453.
  • Gautschi OP, Cadosch D, Zellweger R, Joesbury KA, Filgueira L (2009). «Индукция апоптоза и снижение пролиферации в остеобластах человека rhBMP-2, -4 и -7». Журнал Musculoskeletal & Neuronal Interactions . 9 (1): 53– 60. PMID  19240369.
  • Алармо Э.Л., Персинен Дж., Кетолайнен Ю.М., Савинайнен К., Карху Р., Каллиониеми А. (март 2009 г.). «BMP7 влияет на пролиферацию, миграцию и инвазию клеток рака молочной железы». Раковые письма . 275 (1): 35–43 . doi :10.1016/j.canlet.2008.09.028. ПМИД  18980801.
  • Elshaier AM, Hakimiyan AA, Rappoport L, Rueger DC, Chubinskaya S (январь 2009). "Влияние интерлейкина-1бета на остеогенный белок 1-индуцированный сигнал в суставных хондроцитах взрослого человека". Arthritis and Rheumatism . 60 (1): 143– 54. doi :10.1002/art.24151. PMC  2626196 . PMID  19116903.
  • Yerges LM, Klei L, Cauley JA, Roeder K, Kammerer CM, Moffett SP, Ensrud KE, Nestlerode CS, Marshall LM, Hoffman AR, Lewis C, Lang TF, Barrett-Connor E, Ferrell RE, Orwoll ES, Zmuda JM (декабрь 2009 г.). «Высокоплотное ассоциативное исследование 383 генов-кандидатов для объемной минеральной плотности костной ткани шейки бедренной кости и поясничного отдела позвоночника у пожилых мужчин». Journal of Bone and Mineral Research . 24 (12): 2039– 49. doi :10.1359/jbmr.090524. PMC  2791518. PMID  19453261 .
  • Dudas PL, Argentieri RL, Farrell FX (май 2009 г.). «BMP-7 не может ослабить вызванный TGF-beta1 эпителиально-мезенхимальный переход в эпителиальных клетках проксимальных канальцев человека». Нефрология, диализ, трансплантация . 24 (5): 1406–16 . doi : 10.1093/ndt/gfn662 . PMID  19056781.
  • Honsawek S, Chayanupatkul M, Tanavalee A, Sakdinakiattikoon M, Deepaisarnsakul B, Yuktanandana P, Ngarmukos S (август 2009 г.). «Связь плазмы и синовиальной жидкости BMP-7 с тяжестью заболевания у пациентов с остеоартритом коленного сустава: пилотное исследование». International Orthopaedics . 33 (4): 1171– 5. doi :10.1007/s00264-009-0751-z. PMC  2898966 . PMID  19301001.
  • Sengle G, Ono RN, Lyons KM, Bächinger HP, Sakai LY (сентябрь 2008 г.). «Новая модель активации фактора роста: рецепторы типа II конкурируют с продоменом за BMP-7». Журнал молекулярной биологии . 381 (4): 1025–39 . doi :10.1016/j.jmb.2008.06.074. PMC  2705212. PMID  18621057 .
  • Mitu G, Hirschberg R (май 2008). "Костный морфогенетический белок-7 (BMP7) при хронической болезни почек". Frontiers in Bioscience . 13 (13): 4726–39 . doi : 10.2741/3035 . PMID  18508541.
  • Brown A, Stock G, Patel AA, Okafor C, Vaccaro A (2006). «Остеогенный белок-1: обзор его полезности в спинальных приложениях». BioDrugs . 20 (4): 243–51 . doi :10.2165/00063030-200620040-00005. PMID  16831023. S2CID  23434940.
  • Fajardo M, Liu CJ, Egol K (декабрь 2009 г.). «Уровни экспрессии BMP-7 и нескольких антагонистов BMP могут играть важную роль в несращении перелома: пилотное исследование». Клиническая ортопедия и смежные исследования . 467 (12): 3071– 8. doi :10.1007/s11999-009-0981-9. PMC  2772945. PMID  19597895 .
  • Giannoudis PV, Kanakaris NK, Dimitriou R, Gill I, Kolimarala V, Montgomery RJ (декабрь 2009 г.). «Синергический эффект аутотрансплантата и BMP-7 при лечении атрофических несращений». Клиническая ортопедия и смежные исследования . 467 (12): 3239– 48. doi :10.1007/s11999-009-0846-2. PMC  2772926. PMID  19396502 .
  • Каллури Р., Нильсон Э.Г. (декабрь 2003 г.). «Эпителиально-мезенхимальный переход и его влияние на фиброз». Журнал клинических исследований . 112 (12): 1776– 84. doi :10.1172/JCI20530. PMC  297008. PMID  14679171 .
  • Zhu L, Chuanchang D, Wei L, Yilin C, Jiasheng D (март 2010 г.). «Улучшенное заживление дефекта бедренной кости козла с использованием модифицированных геном BMP7 BMSC и несущей костной ткани, созданной с помощью инженерии». Журнал ортопедических исследований . 28 (3): 412– 8. doi : 10.1002/jor.20973 . PMID  19725097. S2CID  12548359.
  • Vieira AR, McHenry TG, Daack-Hirsch S, Murray JC, Marazita ML (сентябрь 2008 г.). «Исследования генов-кандидатов/локусов при расщелинах губы/неба и аномалиях зубов обнаруживают новые гены восприимчивости к расщелинам». Genetics in Medicine . 10 (9): 668– 74. doi :10.1097/GIM.0b013e3181833793. PMC  2734954 . PMID  18978678.
  • Kron K, Pethe V, Briollais L, Sadikovic B, Ozcelik H, Sunderji A, Venkateswaran V, Pinthus J, Fleshner N, van der Kwast T, Bapat B (2009). "Открытие новых гиперметилированных генов при раке простаты с использованием геномных микроматриц CpG-островков". PLOS ONE . 4 (3): e4830. Bibcode : 2009PLoSO...4.4830K. doi : 10.1371/journal.pone.0004830 . PMC  2653233. PMID  19283074 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Костный_морфогенетический_белок_7&oldid=1214478596"