骨形態(tài)發(fā)生蛋白的重要作用介紹
骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bonemorphogeneticprotein，BMP)是比較受關(guān)注的與骨誘導(dǎo)有密切關(guān)系的一種骨生長因子，是骨修復(fù)中最主要的誘導(dǎo)修復(fù)因子。BMP是公認(rèn)的高效骨誘導(dǎo)因子，廣泛存在于人和動物的骨組織中，但主要聚集在骨干的皮質(zhì)骨中。它是由人和動物的成骨細(xì)胞和瘤性成骨細(xì)胞產(chǎn)生，隨著骨改建進(jìn)程擴(kuò)散進(jìn)入松質(zhì)骨和骨髓。BMP具有誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化和誘導(dǎo)體外成骨能力(Chen等，1997)。骨形態(tài)發(fā)生蛋白是轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)超家族成員，是一類家族物質(zhì)，為止至少有15種BMP已被發(fā)現(xiàn)。Urist(1965)最早利用脫鈣骨基質(zhì)在肌肉內(nèi)誘發(fā)異位成骨，這一試驗結(jié)果提示在骨基質(zhì)中可能含有一種活性蛋白，這種活性蛋白具有使未分化的間充質(zhì)細(xì)胞定向分化為成骨細(xì)胞并形成骨組織的能力，它就是后來被命名的BMP。隨著分子生物學(xué)和基因工程的發(fā)展，到1996年已發(fā)現(xiàn)到BMP-13，并已獲得了相應(yīng)的cDNA克隆。在BMP213中，有關(guān)BMP-2的成骨作用研究的報道最多(Wzney等，1998：Cleste等，1990：Qaynak等，1990：Oaynak等，1992)。在體和離體試驗結(jié)果都證明BMP-2有促進(jìn)成骨細(xì)胞分化和誘導(dǎo)體外成骨的能力(Chen等，1997)。BMP-2是促進(jìn)骨形成和誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化最重要的細(xì)胞外信號分子之一，通過激活Smads信號傳導(dǎo)和調(diào)節(jié)成骨基因轉(zhuǎn)錄而發(fā)揮其成骨作用。有研究發(fā)現(xiàn)(Liu等，2007)，BMP-2可上調(diào)66種基因表達(dá)，其中包括Smad6、Smad7、Msx2等13種相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子。Gazzerro等(1999)發(fā)現(xiàn)BMP-2可降低細(xì)胞內(nèi)膠原酶11mRNA的表達(dá)從而降低成骨細(xì)胞表達(dá)膠原酶，有利于基質(zhì)的合成。Hay等(1999)在人新生成骨細(xì)胞前顱蓋骨細(xì)胞(HNC)中，加入重組人BMP-2(50μg/L)，連續(xù)培養(yǎng)3～7d，可影響不成熟的HNC細(xì)胞，增強(qiáng)其ALP活性。在第2周時，基質(zhì)礦化明顯增加，在第3周時骨鈣素mRNA和蛋白水平及鈣在基質(zhì)中的含量增加，提示成骨細(xì)胞完全分化。劉銘等(2006)發(fā)現(xiàn)局部注射BMP-2可顯著提高老年大鼠股骨上端局部皮質(zhì)厚度、骨密度及骨力學(xué)強(qiáng)度。此研究也表明了BMP-2在成骨過程中有重要作用。成骨細(xì)胞的研究依然是一個熱門話題，如在骨組織工程學(xué)中的研究，醫(yī)學(xué)上防治骨質(zhì)疏松癥的研究等。但是也存在著很多問題，許多研究還只是初步探索階段，還需要系統(tǒng)、深入的研究，相信成骨細(xì)胞會有非常好的應(yīng)用前景。
