骨形态发生蛋白诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

目前从骨髓中成功分离、鉴定BMSCs的方法较为成熟。新发现一些物质能诱导BMSCs向成骨细胞分化因子,其中对BMP研究较多。其机制可能是通过结合Ⅰ、Ⅱ型BMP受体后激活Smad信号通路诱导成骨。其诱导方法主要包括直接应用天然BMP或者将BMP及其协同基因转入BMSCs,通过靶细胞的持续表达BMP促进新骨形成。本文将近10年BMP诱导BMSCs向成骨分化的研究现状及发展趋势做一综述。     

骨形态发生蛋白9通过JNKs激酶途径调控间充质干细胞成骨分化

前期研究发现骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)除了通过经典Smad途径外,也可通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases,MAPKs)中的p38激酶途径调控间充质干细胞成骨分化．本研究继续探讨MAPKs的重要成员c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinases,JNKs)对于BMP9诱导间充质干细胞成骨分化的调控作用．利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析BMP9是否可通过JNKs激酶途径调控间充质干细胞成骨分化．结果表明：BMP9可通过促进JNKs激酶磷酸化而导致其活化;JNKs抑制剂SP600125可抑制由BMP9诱导的间充质干细胞的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteocpontin,OPN)和骨钙素(osteocalcin,OCN)表达以及钙盐沉积;利用抑制剂SP600125抑制JNKs激酶活性后,BMP9诱导Runx2的表达和转录活性,以及Smad经典途径的激活也相应受到抑制;RNA干扰导致JNKs基因沉默同样也可抑制BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化以及裸鼠皮下异位成骨．因此,BMP9可通过活化JNKs激酶途径,从而调控间充质干细胞成骨分化．     

骨形态发生蛋白家族及其受体在生殖调控中的作用

骨形态发生蛋白 (bonemorphogenelicprotein ,BMP)又称骨形成蛋白 ,属于转化生长因子超家族成员。本文从理化特性、受体种类、信号转导机制 ,以及在动物生殖调控中的作用和受体基因突变所导致的多胎机制等方面 ,详细阐述了有关BMP近年来的研究状况 ,旨在为研究绵羊或其它物种的多胎机制提供参考     

骨形态发生蛋白在神经系统中的表达和功能研究进展

近年来,骨形态发生蛋白（bone morphogenetic proteins,BMPs）在神经系统中的功能越来越受到人们的关注,现已发现,不同亚型的BMPs在神经系统中的不同区域呈持续性表达,一系列体外和体内动物实验证明BMPs不仅在神经系统发育过程中发挥重要作用,并且在成熟神经系统受到损伤时具有神经保护和神经再生功能,其确切机制有待通过实验进一步阐明。     

骨形态发生蛋白7 在前列腺癌中的表达

目的:探讨骨形态发生蛋白( BMP-7)在前列腺癌组织中的表达及其与临床分期之间的关系.方法:应用免疫印迹法检测30例前列腺癌患者及30例前列腺良性增生患者前列腺组织中BMP-7的表达情况.结果:前列腺癌组织中BMP-7的表达显著高于前列腺良性增生组织,且BMP-7的表达随前列腺癌的临床分期、Gleason分级增高而增加.结论:BMP-7在前列腺癌中的表达明显增高,其表达量与临床分期相关,前列腺癌组织中BMP-7的表达增高提示预后不佳.     

骨形态发生蛋白-7的研究进展

骨形态发生蛋白是近来研究较多的一种生物因子,属于TGF—β超家族的一员。最初发现的作用是异位诱导成骨,并根据这一特点应用于临床一些难治性骨缺损疾病的治疗。其成员BMP—7作为一种细胞因子,在与体内其他因子作用的基础上,对其他多种组织的发育及功能均有重要作用。     

阻断ERK1/2激酶可增强骨形态发生蛋白9诱导的间充质干细胞成骨分化

骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有很强的诱导间充质干细胞定向成骨分化的能力.但对于其所涉及的相关分子机理了解并不深入.利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞,Western blot检测ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2的特异性抑制剂PD98059阻断ERK1/2活性,或以RNA干扰抑制ERK1/2表达,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析和揭示ERK1/2对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化的调控作用及其可能机制.结果发现:BMP9可以促进ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2抑制剂PD98059可增强由BMP9诱导的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,并促进由BMP9诱导的Runx2基因的表达和转录活性,以及Smad经典途径的活化;而RNA干扰导致ERK1/2基因沉默同样也可进一步促进BMP9诱导的ALP活性和钙盐沉积,并促进BMP9诱导的间充质干细胞在裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可以促进ERK1/2蛋白激酶的活化,而阻断ERK1/2蛋白激酶可进一步增强BMP9诱导的成骨分化,ERK1/2极可能对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化起着负向调控作用.     

骨形态发生蛋白与细胞外基质磷酸化糖蛋白相关性研究进展

骨形态发生蛋白(BMP)是转化生长因子β超家族成员,细胞外基质磷酸化糖蛋白(MEPE)是一种细胞外基质的非胶原磷酸化糖蛋白,两者都是成骨信号通路中的重要蛋白。近年来发现MEPE表达水平受BMP的调节,并在磷酸盐代谢调节、成骨细胞增殖分化中发挥重要作用,同时与肿瘤细胞的骨转移有着密切的关联。在此,我们简要综述近年来BMP与MEPE的关系以及它们在肿瘤细胞骨转移方面的作用。     

骨髓间充质干细胞的研究进展

骨髓间充质干细胞是存在于骨髓中的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞群体 ,具有支持造血、多向分化潜能以及在细胞和基因工程中具有潜在应用前景等特点 ,将在医学上具有重要的临床应用价值。     

BMP9经JNK激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

为了证实JNK激酶在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9) 诱导间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化中的作用,利用重组腺病毒将BMP9导入间充质干细胞C3H10T1/2. 通过碱性磷酸酶(ALP)活性测定、钙盐沉积实验、荧光素酶报告基因检测、Western印迹和组织化学染色等方法,检测BMP9是否可经JNK激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2向成骨分化.动物实验验证在RNA沉默JNK蛋白激酶后,对BMP9诱导间充质干细胞C3H10T1/2向成骨分化的影响．结果发现,BMP9可以增强JNK 激酶的磷酸化;利用JNK抑制剂SP600125抑制JNK激酶活性后,BMP9诱导的间充质干细胞C3H10T1/2的早期成骨指标ALP活性和晚期指标钙盐沉积均受到抑制,而且经典SMAD信号的活化也相应受到抑制;RNA干扰沉默JNK基因表达后,同样也可抑制BMP9 诱导的C3H10T1/2细胞的ALP活性和裸鼠皮下异位成骨．因此表明,BMP9可活化JNK激酶途径从而诱导间充质干细胞C3H10T1/2向成骨分化．     

骨形态发生蛋白9定向诱导多潜能干细胞成骨分化

为确认和评价骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9, BMP9)定向诱导多潜能干细胞成骨分化的能力,以鼠间充质干细胞C3H10、小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)和骨髓基质细胞(bone marrow stromal cell, BMSC)三种多潜能干细胞为目标细胞,用重组腺病毒的方法将BMP9导入细胞,通过荧光素酶报告基因实验、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)定量测定、钙盐沉积实验、real time PCR、动物实验和组织化学染色等方法,观察BMP9对于多潜能干细胞成骨分化的定向诱导作用．结果提示,BMP9能诱导C3H10、MEFs和BMSC细胞ALP的表达,且具有剂量依赖性．BMP9在体外能够促进C3H10细胞和MEFs细胞的钙盐沉积．经BMP9刺激后,C3H10细胞成骨相关基因ALP、Runx2、骨桥素(osteopontin, OPN)和骨钙素(osteocalcin, OC)的mRNA水平均增加．荧光素酶报告基因实验证实,BMP9可以活化Smad和成骨关键基因Runx2．动物实验和组织化学染色检查显示,BMP9可以诱导C3H10细胞在裸鼠皮下异位成骨,因此,BMP9具有定向诱导多潜能干细胞成骨分化的能力．     

Epigenetic Control of Skeletal Development by the Histone Methyltransferase Ezh2

Epigenetic control of gene expression is critical for normal fetal development. However, chromatin-related mechanisms that activate bone-specific programs during osteogenesis have remained underexplored. Therefore, we investigated the expression profiles of a large cohort of epigenetic regulators (>300) during osteogenic differentiation of human mesenchymal cells derived from the stromal vascular fraction of adipose tissue (AMSCs). Molecular analyses establish that the polycomb group protein EZH2 (enhancer of zeste homolog 2) is down-regulated during osteoblastic differentiation of AMSCs. Chemical inhibitor and siRNA knockdown studies show that EZH2, a histone methyltransferase that catalyzes trimethylation of histone 3 lysine 27 (H3K27me3), suppresses osteogenic differentiation. Blocking EZH2 activity promotes osteoblast differentiation and suppresses adipogenic differentiation of AMSCs. High throughput RNA sequence (mRNASeq) analysis reveals that EZH2 inhibition stimulates cell cycle inhibitory proteins and enhances the production of extracellular matrix proteins. Conditional genetic loss of Ezh2 in uncommitted mesenchymal cells (Prrx1-Cre) results in multiple defects in skeletal patterning and bone formation, including shortened forelimbs, craniosynostosis, and clinodactyly. Histological analysis and mRNASeq profiling suggest that these effects are attributable to growth plate abnormalities and premature cranial suture closure because of precocious maturation of osteoblasts. We conclude that the epigenetic activity of EZH2 is required for skeletal patterning and development, but EZH2 expression declines during terminal osteoblast differentiation and matrix production.