【文章內(nèi)容簡介】 7 BMP 屬于轉化生長因子 β (transforming growth factorβ) 超家族的一員 ， 具有誘導骨形成的作用 ， 現(xiàn) 已發(fā)現(xiàn)其家族至少有 20 多個成員 。 BMP 是一種低分子量酸性多肽， 屬于二硫健交聯(lián)的生長和分化因子 （ Wozney JM 等， 1998） 。 是結構類似的高度保守的功能蛋白質族 ， 其 C端有一個高度保守的結構域 ， 內(nèi)含 7 個位置穩(wěn)定的半膚氨酸 ， 這對于形成正確的二聚體結構有重要意義 。 研究發(fā)現(xiàn) ， BMP 的活性形式為二聚體 ， 它既可以兩個相同的鏈形成的同源二聚體起作用 ， 也可以兩個不同的鏈形成的異源二聚體起作用 。 BMP 合成時是一個大的前體蛋白 ， 包括一個信號膚部分 ， 一個前結構域及一個 羧 基末端區(qū) 。當 羧 基末端區(qū)經(jīng)蛋白水解酶作用從前體蛋白上釋放 出來時 ， 二聚體即開始形成 ，它釋放到細胞外與機體各處靶細胞表面的相應受體結合而發(fā)揮作用 。 BMP 家族成員都通過結合兩種絲氨酸 /蘇氨酸激酶跨膜受體 （即 BMPⅠ 型和 Ⅱ 型受體）發(fā)揮其生物學活性功能 （ Miyazono K et al, 2020） 。研究發(fā)現(xiàn)， BMP 之間可與不同的受體結合 ， 表現(xiàn)信號傳遞的多樣性 。正是 同一種 BMP 可結合幾種不同的 Ⅰ 型受體 ，所以才 表現(xiàn)出具有調節(jié)細胞趨化 、 增生 、 分化 、 遷移和凋亡等多種功能（ Mehler MF et al, 1997） 。例如， BMP 與合適的受體結合 ， 能夠在體內(nèi) 、 體外誘導未分化的間充 質細胞向軟骨 、 骨細胞發(fā)生不可逆的分化 ， 形成軟骨和骨組織（ Barboza E et al, 1999） 。 BMP 誘導成骨機制 （二級標題） BMPs 是由多組單位構成的復合物。據(jù)研究報道，能夠 對成骨前體細胞 MSCs的成骨分化 作用 主要有 BMP 9 三種 BMP 蛋白， 而其它 的 BMP 則對成熟的成骨細胞的有作用 ， 其中 BMP2 被認為是活性最強的唯一能單獨誘導成骨的因子 （ Wozney JM et al, 1998） 。 研究 發(fā)現(xiàn) BMP 作為一種 強骨誘導活性的生長因子 ， 能夠啟動 MSCs 的成骨過程 （ Wu X et al, 1996） 。 BMP 對 MSCs 分化 促進 作用 ， 主要是增加細胞內(nèi) BALP 活性，提高膠原蛋白、骨鈣蛋白 、骨橋素的表達。這可能是因為 MSCs 中有較多的未分化細胞 ， BMP 與該細胞膜表面特異的膜受體結合 ， 通過信號轉導途徑 ， 激活細胞相應基因表達促進成骨作用的蛋白。 Gazze研究 發(fā)現(xiàn) BMP 降低細胞內(nèi)的膠原酶 mRNA 的表達，利于細胞外基質的合成（ Gazzerro E et al, 1999） ?？缒そz氨酸 蘇氨酸蛋白激酶 是 BMP 的受體， BMP 的誘導機制控制著成骨過程 的 趨化、有絲分裂及分化三個關鍵步驟 （ Reddi AH et al, 1995） 。 2020 屆貴陽護理職業(yè)學院學生 畢業(yè)論文 8 骨誘導是指一種組織或其產(chǎn)物能使第二種組織分化成骨的過程。 誘導成骨需具備三個條件 （ Stone CA 等， 1997； Reddi AH 等， 2020）： （ l）存在 誘導因子，當某些 部 位 BMP 濃度達到一定程度，就可以誘導骨生成。（ 2） 存在 BMP 的靶細胞群，即 骨髓中存在誘導性成骨細胞（ IOPC）和 定向性成骨 細胞（ DOPC）（ Reddi AH et al, 1995） ， 前 者需要分子信號誘導分化 ，而后 者可以自行分化為成骨細胞。誘導性成骨細胞是作為 BMP 靶細胞。體外研究表明 BMP 靶細胞還有： 結締組織中未分化而有 活力的間充質細胞、骨膜基質細胞、骨膜細胞 （ Bostrom MP et al, 1993； Bosch P et al, 2020） 。 （ 3） 存在 允許骨生長的正常環(huán)境。 BMP 誘導成骨包含有 3 階段，每一階段都具有多分子 放大效 應 （ Reddi AH et al, 2020） ：（ 1）誘導趨化， 是指細胞響應化學信號分子濃度 變化所做出的方向性移行，在 BMP 趨化 作用 下，血漿纖維連接蛋白與產(chǎn)膠原的骨基質連接，促進間充質細胞黏附其上發(fā)生增殖。天然牛 BMP3 和 BMP4 在體外可以直接趨化血中單核細胞 （ Reddi AH et al, 1995） 。趨化性與 BMP 濃度及細胞上的受體密度有關；（ 2）誘導有絲分裂，細胞通過有絲分裂得到增殖；（ 3）誘導分化， BMP 可以誘導成纖維型細胞分化為成骨型細胞。 BMP 在誘導軟骨化骨時伴有 I 型膠原 和 II型膠原，堿性磷酸酶基因表達。 2. Noggin基因的概況 （ 一級標題 ） Noggin 基因的結構 （ 二級標題 ） Noggin 基因的結構 特征（ 三級標題 ） 在 1992 年， California 大學的 Harland， Smith， 胎中分離出 noggin 基因，在人的體 內(nèi)定位于染色體 17q22，在大鼠與小鼠體內(nèi)定位于 11 號染色體。 Noggin cDNA 編碼產(chǎn)物為 26kD 的蛋白，具有疏水氨基末端，是一種分泌蛋白。 Noggin 基因編碼的蛋白序列具有高度的保守 性，人類 noggin 的氨基酸序列與 爪蟾 、小鼠、大鼠、兔子、馬具有高度的同源性。它對胚胎和個體發(fā)育有著重要的作用，如神經(jīng)管的形成和關節(jié)軟骨的形成。 2020 屆貴陽護理職業(yè)學院學生 畢業(yè)論文 9 結 果 實驗采用 MTT 法主要基于活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶可使 MTT 分解，產(chǎn)生紫蘭色結晶狀顆粒，其量與活細胞數(shù)呈正比，也與細胞的活力呈正比，因此本文應用 MTT 法 測定 MG63 細胞增殖活性的變化。 運用外源 BMP2 蛋白干預 MG63 細胞的增殖，結果顯示， BMP2 蛋白能夠直接促進 MG63 細胞的增殖，呈表現(xiàn)出劑量和時間依賴性，濃度為 2109 mol/L 作用 72h 時增殖率最高，為 ℅。與本文的研究結果不同，其他學者的 研究 結果（ Kuo PL et al, 2020）顯示， 100ng/ml 的 BMP2 作用 48h 對 MG63 細胞沒有增殖作用，顯然本文使用的有效濃度更低。 在體外，外源 BMP2 直接刺激成骨細胞的形成和成熟，是成骨細胞增殖、分化和形成的有效促進物。研究證實（王軍琳等， 2020），外源 BMP2 蛋白能夠顯著誘導周期蛋白 CDK4 表達的增加，促進細胞的增殖。因為細胞周期蛋白 D在細胞 G1期進程中控制著 G1期的時間， CDK4 （或 CDK6）作為催化亞基與其結合形成復合物構成全酶發(fā)揮作用，促使細胞越過限制點，完成 G1 期向 S 期時相的轉換。成纖維細胞中 cyclinD1 過度表達導致G1 期縮短，提前進入 S 期，細胞體積小并喪失對外源性增殖分裂信號的響應。Cyclin D1 和 CDK4 在腫瘤細胞的細胞周期循環(huán)中出現(xiàn)障礙時， Cyclin D1 表達產(chǎn)物的堆積將使腫瘤細胞的 G1 期縮短，引起細胞的過 度增殖（ Sherr CJ， 1996）。 外源性 noggin 蛋白對 MG63 細胞的增殖具有明顯的抑制作用，并存在明顯的時間和濃度依賴性，濃度為 8109mol/L 作用 72h 時對 MG63 細胞增殖的抑制率達到 ℅。應用濃度為 1μg/ml時 noggin（康健等， 2020），對 MG63 細胞的抑制率為 %，相比之