骨形态发生蛋白及其信号通路

描述

骨形态发生蛋白(BMPs)，一组生长因子，也被称为细胞因子和代谢物。bmp最初是通过其促进骨骼和软骨发育的能力被发现的，但现在它们被理解为一组关键的形态发生信号，协调整个身体的组织结构。BMP信号在疾病过程中失调控的众多功能突出了BMP信号在生理学中的重要性。BMP信号通路失调常发生在癌症中。相反，反流性食管炎后BMP信号的过度激活导致Barrett食管，因此在食管腺癌的发展中至关重要。

例如，BMP信号是结肠癌发展的一个关键因素反过来也是结肠癌发展的一个重要因素。重组人BMPs (rhBMPs)被用于矫形手术，如口腔手术、脊柱融合和骨不连。美国食品和药物管理局(FDA)已经批准了rhBMP-2和rhBMP-7的一些用途。由于其广泛的标签外使用，rhBMP-2比任何其他BMP产生更多的过度生长骨。

BMPs使用重组DNA技术用于临床应用(重组人BMPs;rhBMPs)。目前，重组BMP-2和BMP-7被允许用于人体。最近，BMP-7也被用于治疗慢性肾脏疾病(CKD)。在小鼠动物模型中，BMP-7已被证明可以阻止硬化引起的肾小球损失。马斯特里赫特大学梅奥诊所和专注于RNA治疗的生物技术公司eth GmBH的研究人员在2022年的一项研究中发现，化学改变编码BMP-2的mRNA增强了雄性大鼠股骨截骨的剂量依赖性愈合。mRNA分子被放置在海绵上，与非病毒脂质颗粒复合，然后通过手术插入到骨缺损中。

他们一直呆在申请地点附近。mRNA处理后重建的骨组织比直接接受rhBMP-2的骨组织表现出更高的强度和更少的大愈伤组织发育。骨形态发生蛋白受体是细胞表面与bmp结合的特殊受体。SMAD家族蛋白通过bmpr信号转导而被动员。心脏、中枢神经系统、软骨以及产后骨骼生长都受到BMPs、BMPRs和SMADs等信号通路的影响。它们在早期骨骼发育和胚胎发育过程中起着重要的作用。因此，BMP信号中断可能会对生长中的胚胎的身体计划产生影响。例如，BMP-4及其阻滞剂弦蛋白和脑蛋白有助于控制胚胎的极性。具体来说，神经板的形成受到BMP-4及其抑制剂的显著影响。外胚层细胞由BMP-4发出信号转化为皮肤细胞，但这种信号被下层中胚层分泌的抑制剂阻断，使外胚层继续正常发育脑细胞。 Additionally, the roof plate of the growing spinal cord secretes BMPs that aid in the differentiation of dorsal sensory interneurons. During foetal and embryonic development, BMP signalling, a member of the transforming growth factor-beta class promotes a variety of embryonic patterning. For instance, BMP signalling regulates the early development of the Mullerian Duct (MD), a tubular structure in the early stages of embryonic development that later develops into female reproductive tracts.

关于rhBMPs的使用存在分歧，尽管它们在临床环境中是有效的，这一点几乎毫无疑问。骨科医生经常因为他们对新产品的发明做出贡献而获得报酬，但在美敦力公司资助的rhBMP-2有效性的初步研究中，有几位外科医生被指控存在偏见和利益冲突。例如，一位外科医生作为其中四篇研究论文的主要作者，在受雇于该公司期间没有披露任何财务关系，尽管他从美敦力公司获得了其中三篇研究的400多万美元。