作者：解螺旋 墨斗魚 解螺旋

來源：解螺旋，醫(yī)生科研助手

　　都說TGF-β家族是一個(gè)超家族，除了TGF-β還有BMP、Activin等。在介紹過好幾期的TGF-β，怎么著也該讓家族里的其他小伙伴露露臉了。 本期我就對(duì)他們家族的另一個(gè)小伙伴BMP做一個(gè)簡單的介紹。

　　BMP（Bone Morphogenetic Proteins）是由17種氨基酸組成的、具有骨誘導(dǎo)活性和促使細(xì)胞分化的多種蛋白復(fù)合物，為糖蛋白。BMP作為TGF-β超家族的一員，其受體與TGF-β類似也是一種膜蛋白受體，同樣具有細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)區(qū)，同時(shí)也具有絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶結(jié)構(gòu)。

　　目前已發(fā)現(xiàn)的BMP受體包括Ｉ型受體和Ⅱ型受體（BMPRＩ，BMPRⅡ）兩種，Ｉ型受體和Ⅱ型受體可相互作用將會(huì)形成異聚體（heteromer）從而接受BMP信號(hào)。雖然BMPＩ型受體可直接與其配體結(jié)合，但結(jié)合力很弱，信號(hào)傳導(dǎo)時(shí)必須與Ⅱ型受體結(jié)合。只有在Ⅱ型受體和Ｉ型受體同時(shí)存在的情況下，BMP配基對(duì)受體的親和力才會(huì)增強(qiáng)，細(xì)胞對(duì)BMP的反應(yīng)敏感性也隨之增加。

　　BMP信號(hào)通路正如上圖所示，與TGF-β信號(hào)通路非常非常的類似，乍一眼看上去基本跟TGF-β的一模一樣。但仔細(xì)分辨你就會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的R-smads和I-smads的組成稍有不同，R-smads由Smad2/3變成了smad1/5/8，而I-smads也變成了Smad6/7。

　　還是讓我們簡單的梳理一下BMP信號(hào)通路的整個(gè)過程吧！BMP蛋白作為配體首先與其具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的II型受體(BMPRII和ActRIIB)結(jié)合，再招募I型受體(ALK3/BMPRIA、ALK6/BMPRIB和ALK2/ActRI)并使之磷酸化。磷酸化的BMPRI也具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性，然后再招募效應(yīng)分子Smad1/5/8(R-Smads)，并使R-Smads C末端磷酸化。磷酸化的R-Smads與Smad4結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)至核內(nèi)，在其他轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用下，形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物結(jié)合至靶基因的調(diào)控區(qū)域，從而調(diào)控靶基因的表達(dá)以發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。

　　通過了解BMP信號(hào)通路的整個(gè)過程，我們也可以發(fā)現(xiàn)BMP信號(hào)通路在分子水平上將可以受到不同的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)。

　　Chordin、Noggin及其他包含胱氨酸群的BMP拮抗物可以與BMP-2、BMP-4和BMP-7結(jié)合達(dá)到抑制BMP通路的作用，已有研究證明在小鼠體內(nèi)發(fā)育成熟的成骨細(xì)胞中過表達(dá)Noggin就可以導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。

　　I-smads，Smad6/7通過與BMP受體I結(jié)合，將抑制Smad1/5/8的活化，從而達(dá)到抑制通路的作用。在軟骨細(xì)胞中過表達(dá)Smad6引起軟骨分化成熟的遲緩。

　　Tob蛋白可以特異地與BMP活化的Smad蛋白結(jié)合，負(fù)向調(diào)節(jié)BMP信號(hào)通路。

　　Smurf1也能與Smad1和Smad5作用，誘導(dǎo)其降解，從而負(fù)調(diào)控BMP信號(hào)通路。

　　Smurf1同樣能和Smad6組成復(fù)合物，從細(xì)胞核輸出，定向地與BMP受體I作用，引起其降解。已有研究證明Smurf1的過表達(dá)抑制出生后小鼠的骨形成。

　　現(xiàn)有的遺傳學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究表明，BMP參與多種生物學(xué)過程的調(diào)節(jié)，包括細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞轉(zhuǎn)歸和形態(tài)形成等。脊椎動(dòng)物的BMP幾乎與所有細(xì)胞器官（如神經(jīng)系統(tǒng)、體節(jié)、肺、腎等）的發(fā)育和胚胎形成有關(guān)。在組織的發(fā)育形成中，BMP信號(hào)通路調(diào)控了骨、肌肉、毛發(fā)、腎臟、牙齒和神經(jīng)等不同組織的發(fā)育形成過程，在干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化中BMP信號(hào)通路也起了至關(guān)重要的作用，也是一個(gè)相當(dāng)牛掰的通路！