骨形态发生蛋白（BMPs）|ELISA指标

骨形态发生蛋白Bone Morphogenetic Proteins，BMPs的活性在20世纪60年代中期首次被观察到，当时发现它们可以诱导异位骨形成。现在被证明他们影响除骨和成骨以外的多种细胞类型和过程。它们是胚胎发生和发育过程中重要的形态发生素，并调节成体组织内稳态的维持。

BMPs的分类

BMPs是从骨基质中分离提纯的一类能高效诱导骨、软骨组织发生的酸性糖蛋白，属于转化生长因子β（TGF-β）超家族。在BMPs的家族成员中，有超过15个已知的BMPs在结构上相关，并根据氨基酸相似性进一步分为以下亚组：

• BMP2/4

• BMP5/6/7/8

• BMP9/BMP10

• BMP12/13/14（也被称为GDF5/6/7）

这些BMPs在骨骼和软骨的形成、胚胎形成以及器官的形成和稳态中发挥着重要作用。

BMP1的特殊性

• BMP1虽然能够诱导骨和软骨发育，但它并不属于TGF-β超家族。BMP1是一种金属蛋白酶，具体属于BMP-1/tolloidlike蛋白酶（BTP）家族，在胶原成熟过程中作为前胶原C-蛋白酶发挥作用。

• BMP1基因座编码的蛋白质能够在体内诱导软骨的形成，但其编码的蛋白与其他已知的生长因子没有密切关系。

• BMP1的结构包含一个N末端信号肽、一个P-区域、一个R-区域和一个C-区域。尽管其名称中包含“BMP”，但BMP1在分类和功能上与TGF-β超家族的其他成员有所区别。

BMPs的信号通路

BMPs（骨形态发生蛋白）的信号通路主要通过与细胞膜上的受体结合，进而激活一系列细胞内信号转导过程。以下是BMPs信号通路的主要步骤：

1. BMPs与受体结合：

• BMPs属于TGF-β超家族，是分泌型蛋白，存在于细胞外。

• BMPs首先与细胞膜上的BMP受体（BMPR）结合，这些受体通常是丝氨酸/苏氨酸激酶受体，包括Ⅰ型和Ⅱ型受体。

2. 受体激活与信号转导：

• BMPs与Ⅰ型或Ⅱ型BMP受体结合后，形成异源四聚体复合物。

• 具有组成活性的Ⅱ型受体磷酸化Ⅰ型受体，激活其激酶活性。

3. Smad蛋白的磷酸化与转位：

• 激活的Ⅰ型受体进一步磷酸化细胞内的Smad蛋白，特别是R-Smads（如Smad1、Smad5、Smad8）。

• 磷酸化的R-Smads与co-Smad（如Smad4）结合，形成异源三聚体复合物。

• 这个复合物随后从细胞质转位到细胞核内。

4. 基因转录调控：

• 在细胞核内，Smad复合物与其他转录因子和共激活剂/共抑制剂蛋白相互作用，共同调节靶基因的转录。

• 这些靶基因通常与骨骼发育、细胞增殖、分化等相关。

5. 信号通路的调节：

• BMPs信号通路受到多种分子的调节，包括细胞外的拮抗剂（如Noggin、Chordin）、细胞表面的辅助受体（如Endoglin）以及细胞内的抑制蛋白（如Smad6、Smad7）。

• 这些调节分子可以负向或正向调节BMPs信号的强度和持续时间。

6. 非Smad依赖的信号通路：

• 除了经典的Smad依赖途径外，BMPs还可以通过非Smad依赖的途径传递信号，如MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）级联反应等。

• 这些非Smad途径也可以调节基因表达和其他细胞反应。

BMPs信号通路在骨骼发育、组织修复和再生等方面发挥着重要作用。