骨形态发生蛋白7(BMP-7)是一种多效性配体蛋白,属于转化生长因子β(TGF-β)超家族。BMP-7是一个同源二聚体糖蛋白,由两个相同的亚基组成,每个亚基包含一定数量的氨基酸(不同来源的报道可能略有差异,如117个或139个)。其分子量约为26.4KD或35000道尔顿(考虑糖基化等修饰)。BMP-7广泛表达于多种组织和器官中,包括大脑、肾脏、膀胱等。在肾脏中,BMP-7的表达主要分布于髓袢升支粗段、远曲小管、集合管、肾小球足细胞、肾盂和输尿管上皮及肾动脉外膜。
生理功能
骨与软骨形成:BMP-7在间充质细胞转化为骨骼和软骨的过程中起着关键作用。它能够诱导SMAD1和SMAD5的磷酸化,进而诱导成骨基因的转录,促进成骨细胞增殖和分化,以及软骨细胞蛋白多糖的表达和关节软骨缺损的修复。
抗炎与血管保护:BMP-7表现出对血管的抗炎作用,并可能维持血管完整性。它能够减弱血管钙化,纠正尿毒症相关的高磷血症,并刺激原位磷酸骨化沉积。同时,BMP-7还能促进促炎单核细胞或M1巨噬细胞分化为抗炎M2巨噬细胞,减少心脏功能障碍。
肾脏保护:BMP-7作为肾纤维化的负性调节因子,通过维持上皮细胞表型、逆转上皮-间质转化(EMT)、抑制肾上皮细胞的凋亡、增加基质金属蛋白酶(MMP)-2的表达、促进细胞外基质(ECM)的降解、减少多种促炎症因子表达等方式,对肾间质纤维化起到预防及逆转作用。
信号传导机制
BMP-7的信号传导主要通过与特定的膜结合受体结合来实现。这些受体包括I型和Ⅱ型受体,属于Serine/Threonine Kinase Proteins受体家族。BMP-7先与Ⅱ型受体结合后再与I型受体结合,使I型受体磷酸化。激活的I型受体迅速作用于细胞内相应的Smad1、Smad5和Smad8信号传递蛋白,后者与Smad4结合形成有活性的转录复合物,进入细胞核内,发挥相应的生物学效应。