骨形態發生蛋白7(BMP-7)是一種多效性配體蛋白,屬于轉化生長因子β(TGF-β)超家族。BMP-7是一個同源二聚體糖蛋白,由兩個相同的亞基組成,每個亞基包含一定數量的氨基酸(不同來源的報道可能略有差異,如117個或139個)。其分子量約為26.4KD或35000道爾頓(考慮糖基化等修飾)。BMP-7廣泛表達于多種組織和器官中,包括大腦、腎臟、膀胱等。在腎臟中,BMP-7的表達主要分布于髓袢升支粗段、遠曲小管、集合管、腎小球足細胞、腎盂和輸尿管上皮及腎動脈外膜。
生理功能
骨與軟骨形成:BMP-7在間充質細胞轉化為骨骼和軟骨的過程中起著關鍵作用。它能夠誘導SMAD1和SMAD5的磷酸化,進而誘導成骨基因的轉錄,促進成骨細胞增殖和分化,以及軟骨細胞蛋白多糖的表達和關節軟骨缺損的修復。
抗炎與血管保護:BMP-7表現出對血管的抗炎作用,并可能維持血管完整性。它能夠減弱血管鈣化,糾正尿毒癥相關的高磷血癥,并刺激原位磷酸骨化沉積。同時,BMP-7還能促進促炎單核細胞或M1巨噬細胞分化為抗炎M2巨噬細胞,減少心臟功能障礙。
腎臟保護:BMP-7作為腎纖維化的負性調節因子,通過維持上皮細胞表型、逆轉上皮-間質轉化(EMT)、抑制腎上皮細胞的凋亡、增加基質金屬蛋白酶(MMP)-2的表達、促進細胞外基質(ECM)的降解、減少多種促炎癥因子表達等方式,對腎間質纖維化起到預防及逆轉作用。
信號傳導機制
BMP-7的信號傳導主要通過與特定的膜結合受體結合來實現。這些受體包括I型和Ⅱ型受體,屬于Serine/Threonine Kinase Proteins受體家族。BMP-7先與Ⅱ型受體結合后再與I型受體結合,使I型受體磷酸化。激活的I型受體迅速作用于細胞內相應的Smad1、Smad5和Smad8信號傳遞蛋白,后者與Smad4結合形成有活性的轉錄復合物,進入細胞核內,發揮相應的生物學效應。