Protein tạo hình xương 7
Protein tạo hình xương 7 hoặc BMP7 (còn được gọi là protein tạo xương-1 hoặc OP-1) là một loại protein mà ở người được mã hóa bởi gen BMP7.[3]
Chức năng sửa
Protein được mã hóa bởi gen này là một thành viên của siêu họ TGF-β.. Giống như các thành viên khác trong họ protein protein tạo hình xương, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi các tế bào trung mô thành xương và sụn. Nó bị ức chế bởi noggin và một loại protein tương tự, chordin, được thể hiện trong Spemann-Mangold Organizer. BMP7 có thể liên quan đến cân bằng nội môi. Nó được thể hiện trong não, thận và bàng quang.[4]
BMP7 gây ra sự phosphoryl hóa SMAD1 và SMAD5, từ đó tạo ra sự phiên mã của nhiều gen tạo xương.[5] Nó đã được chứng minh rằng điều trị BMP7 là đủ để tạo ra tất cả các dấu hiệu di truyền của sự biệt hóa nguyên bào xương trong nhiều loại tế bào.[4]
Vai trò trong sự phát triển của động vật có xương sống sửa
Vai trò của BMP7 trong sự phát triển thận của động vật có vú là thông qua việc tạo ra MET của bệnh phù nề metanephrogenic.[6] Các mô biểu mô nổi lên từ quá trình MET này cuối cùng tạo thành các ống và cầu thận của nephron. BMP-7 cũng quan trọng trong cân bằng nội môi của thận trưởng thành bằng cách ức chế chuyển tiếp ephithelial-mesenchymal (EMT). Biểu hiện BMP-7 bị suy giảm khi nephron bị căng thẳng do viêm hoặc thiếu máu cục bộ, dẫn đến EMT, có thể dẫn đến xơ hóa thận.[7] Loại xơ hóa này thường dẫn đến suy thận, và được dự đoán là bệnh thận giai đoạn cuối.[8]
BMP7 đã được phát hiện là rất quan trọng trong việc xác định tổ chức bụng-lưng ở cá ngựa vằn. BMP7 gây ra sự biểu hiện của kiểu hình bụng trong khi sự ức chế hoàn toàn của nó tạo ra một kiểu hình mặt lưng. Hơn nữa, BMP7 cuối cùng đã bị "tắt" một phần trong quá trình phát triển phôi nhằm tạo ra các bộ phận của sinh vật.[9]
Trong nhiều thí nghiệm phát triển ban đầu sử dụng cá ngựa vằn, các nhà khoa học đã sử dụng caBMPR (hoạt động cấu thành) và tBMP (thụ thể cắt ngắn) để xác định tác dụng của BMP7 trong phôi thai. Họ phát hiện ra rằng hoạt động cấu thành, khiến BMP được thể hiện ở khắp mọi nơi tạo ra một kiểu hình phi tập trung, trong khi bị cắt cụt, bị khử.
Ứng dụng trị liệu sửa
BMP7 tái tổ hợp của con người có công dụng phẫu thuật và được bán trên thị trường với thương hiệu OP1 (được bán bởi Olympus, người đã mua nó từ Stryker). Nó có thể được sử dụng để hỗ trợ trong phản ứng tổng hợp của các cơ quan đốt sống để ngăn ngừa chấn thương thần kinh.[10] Ngoài ra trong điều trị không liên kết xương chày, thường xuyên trong trường hợp ghép xương đã thất bại.[11] rhBMP-2 được sử dụng rộng rãi hơn trên lâm sàng vì nó giúp xương phát triển tốt hơn rhBMP-7 và các BMP khác.[12]
BMP7 cũng có khả năng điều trị bệnh thận mãn tính.[13][14] Bệnh thận được đặc trưng bởi sự biến dạng của kiến trúc hình ống bởi cả sự tích tụ myofibroblast và thâm nhiễm bạch cầu đơn nhân [15] Bởi vì BMP-7 nội sinh là một chất ức chế dòng thác tín hiệu TGF-gây ra xơ hóa, sử dụng tái tổ hợp ngoại sinh. 7) có thể là một điều trị khả thi của bệnh thận mãn tính.[6] Người ta cũng nghĩ rằng BMP-7 đảo ngược tình trạng xơ hóa và EMT thông qua việc giảm thâm nhiễm bạch cầu đơn nhân vào mô bị viêm. Ở cấp độ phân tử, BMP-7 ức chế tình trạng viêm bằng cách làm giảm sự biểu hiện của một số cytokine tiền viêm do bạch cầu đơn nhân tạo ra. Giảm căng thẳng viêm này, lần lượt, làm giảm cơ hội xơ hóa.[7]
Bất kể cơ chế xơ hóa hoặc nguồn gốc của myofibroblasts, BMP-7 ngoại sinh đã được hiển thị để đảo ngược quá trình EMT và kích hoạt MET.[6] Cuối cùng, điều này khôi phục quần thể tế bào biểu mô khỏe mạnh và chức năng bình thường của thận ở chuột. Điều này cũng thích hợp ở người, vì nhiều bệnh xuất phát từ xơ hóa cơ quan xảy ra thông qua quá trình EMT.[7] Sự chuyển tiếp biểu mô - màng não cũng có vấn đề trong di căn ung thư, do đó, việc giảm EMT với DNA tái tổ hợp có thể có ý nghĩa lớn trong các lựa chọn điều trị ung thư trong tương lai.
Quản trị BMP7 đã được đề xuất như là một điều trị có thể cho vô sinh ở người do đáp ứng kém với điều trị FSH.[16]
Xúc tiến mỡ nâu sửa
Người ta phát hiện ra rằng những con chuột được tiêm BMP7 đã tăng sản xuất tế bào mỡ nâu "tốt", trong khi vẫn giữ mức độ của các tế bào mỡ trắng bình thường không đổi. Một liệu pháp BMP7 cho bệnh béo phì ở người có thể được phát triển.[17][18]
BMP7 không chỉ kích thích quá trình tạo mỡ màu nâu,[18][19] nó còn kích thích sự "hóa nâu" của các tế bào mỡ màu nâu hoặc màu be, biến chúng từ kiểu hình giống màu trắng thành kiểu hình giống màu nâu (có cảm ứng với UCP1 và có thể thực hiện không sinh nhiệt - cho phép phân tán năng lượng dưới dạng nhiệt).[20]
Các tác dụng khác có thể có sửa
Một số nghiên cứu cho thấy BMP7 có thể điều chỉnh ảnh hưởng đến lượng thức ăn.[19][21]
Tài liệu tham khảo sửa
- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000101144 - Ensembl, May 2017
- ^ “Human PubMed Reference:”.
- ^ Hahn GV, Cohen RB, Wozney JM, Levitz CL, Shore EM, Zasloff MA, Kaplan FS (tháng 11 năm 1992). “A bone morphogenetic protein subfamily: chromosomal localization of human genes for BMP5, BMP6, and BMP7”. Genomics. 14 (3): 759–62. doi:10.1016/S0888-7543(05)80181-8. PMID 1427904.
- ^ a b Chen D, Zhao M, Mundy GR (tháng 12 năm 2004). “Bone morphogenetic proteins”. Growth Factors. 22 (4): 233–41. doi:10.1080/08977190412331279890. PMID 15621726.
- ^ Itoh F, Asao H, Sugamura K, Heldin CH, ten Dijke P, Itoh S (tháng 8 năm 2001). “Promoting bone morphogenetic protein signaling through negative regulation of inhibitory Smads”. The EMBO Journal. 20 (15): 4132–42. doi:10.1093/emboj/20.15.4132. PMC 149146. PMID 11483516.
- ^ a b c Zeisberg M, Bottiglio C, Kumar N, Maeshima Y, Strutz F, Müller GA, Kalluri R (tháng 12 năm 2003). “Bone morphogenic protein-7 inhibits progression of chronic renal fibrosis associated with two genetic mouse models”. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 285 (6): F1060–7. doi:10.1152/ajprenal.00191.2002. PMID 12915382.
- ^ a b c Kalluri R, Weinberg RA (tháng 6 năm 2009). “The basics of epithelial-mesenchymal transition”. The Journal of Clinical Investigation. 119 (6): 1420–8. doi:10.1172/JCI39104. PMC 2689101. PMID 19487818.
- ^ Wang SN, Lapage J, Hirschberg R (tháng 11 năm 2001). “Loss of tubular bone morphogenetic protein-7 in diabetic nephropathy”. Journal of the American Society of Nephrology. 12 (11): 2392–9. PMID 11675415.
- ^ Myers DC, Sepich DS, Solnica-Krezel L (tháng 3 năm 2002). “Bmp activity gradient regulates convergent extension during zebrafish gastrulation”. Developmental Biology. 243 (1): 81–98. doi:10.1006/dbio.2001.0523. PMID 11846479.
- ^ Vaccaro AR, Whang PG, Patel T, Phillips FM, Anderson DG, Albert TJ, Hilibrand AS, Brower RS, Kurd MF, Appannagari A, Patel M, Fischgrund JS (2008). “The safety and efficacy of OP-1 (rhBMP-7) as a replacement for iliac crest autograft for posterolateral lumbar arthrodesis: minimum 4-year follow-up of a pilot study”. The Spine Journal. 8 (3): 457–65. doi:10.1016/j.spinee.2007.03.012. PMID 17588821.
- ^ Zimmermann G, Müller U, Löffler C, Wentzensen A, Moghaddam A (tháng 11 năm 2007). “[Therapeutic outcome in tibial pseudarthrosis: bone morphogenetic protein 7 (BMP-7) versus autologous bone grafting for tibial fractures]”. Der Unfallchirurg (bằng tiếng Đức). 110 (11): 931–8. doi:10.1007/s00113-007-1347-y. PMID 17989951.
- ^ Even J, Eskander M, Kang J (tháng 9 năm 2012). “Bone morphogenetic protein in spine surgery: current and future uses”. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 20 (9): 547–52. doi:10.5435/JAAOS-20-09-547. PMID 22941797.
- ^ Gould SE, Day M, Jones SS, Dorai H (tháng 1 năm 2002). “BMP-7 regulates chemokine, cytokine, and hemodynamic gene expression in proximal tubule cells”. Kidney International. 61 (1): 51–60. doi:10.1046/j.1523-1755.2002.00103.x. PMID 11786084.
- ^ González EA, Lund RJ, Martin KJ, McCartney JE, Tondravi MM, Sampath TK, Hruska KA (tháng 4 năm 2002). “Treatment of a murine model of high-turnover renal osteodystrophy by exogenous BMP-7”. Kidney International. 61 (4): 1322–31. doi:10.1046/j.1523-1755.2002.00258.x. PMID 11918739.
- ^ Morrissey J, Hruska K, Guo G, Wang S, Chen Q, Klahr S (tháng 1 năm 2002). “Bone morphogenetic protein-7 improves renal fibrosis and accelerates the return of renal function”. Journal of the American Society of Nephrology. 13 Suppl 1: S14–21. PMID 11792757.
- ^ Shi J, Yoshino O, Osuga Y, Nishii O, Yano T, Taketani Y (tháng 3 năm 2010). “Bone morphogenetic protein 7 (BMP-7) increases the expression of follicle-stimulating hormone (FSH) receptor in human granulosa cells”. Fertility and Sterility. 93 (4): 1273–9. doi:10.1016/j.fertnstert.2008.11.014. PMID 19108831.
- ^ “Obesity: Scientists identify protein that promotes fat-burning”. Science. guardian.co.uk. ngày 21 tháng 8 năm 2008. Truy cập ngày 3 tháng 9 năm 2008.
- ^ a b Tseng YH, Kokkotou E, Schulz TJ, Huang TL, Winnay JN, Taniguchi CM, và đồng nghiệp (tháng 8 năm 2008). “New role of bone morphogenetic protein 7 in brown adipogenesis and energy expenditure”. Nature. 454 (7207): 1000–4. doi:10.1038/nature07221. PMC 2745972. PMID 18719589.
- ^ a b Townsend KL, Suzuki R, Huang TL, Jing E, Schulz TJ, Lee K, Taniguchi CM, Espinoza DO, McDougall LE, Zhang H, He TC, Kokkotou E, Tseng YH (tháng 5 năm 2012). “Bone morphogenetic protein 7 (BMP7) reverses obesity and regulates appetite through a central mTOR pathway”. FASEB Journal. 26 (5): 2187–96. doi:10.1096/fj.11-199067. PMC 3336788. PMID 22331196.
- ^ Okla M, Ha JH, Temel RE, Chung S (tháng 2 năm 2015). “BMP7 drives human adipogenic stem cells into metabolically active beige adipocytes”. Lipids. 50 (2): 111–20. doi:10.1007/s11745-014-3981-9. PMC 4306630. PMID 25534037.
- ^ Boon MR, van den Berg SA, Wang Y, van den Bossche J, Karkampouna S, Bauwens M, De Saint-Hubert M, van der Horst G, Vukicevic S, de Winther MP, Havekes LM, Jukema JW, Tamsma JT, van der Pluijm G, van Dijk KW, Rensen PC (ngày 16 tháng 9 năm 2013). “BMP7 activates brown adipose tissue and reduces diet-induced obesity only at subthermoneutrality”. PLOS One. 8 (9): e74083. doi:10.1371/journal.pone.0074083. PMC 3774620. PMID 24066098.
Đọc thêm sửa
Liên kết ngoài sửa
- MeSH bone morphogenetic protein 7
- BMP7 là phân tử của năm 2011
- Vị trí bộ gen BMP7 ở người và thông tin chi tiết về gen BMP7 có sẵn trên UCSC Genome Browser.