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骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)在骨形成中的作用

2014-12-22  閱讀(854)

骨組織形成是一個(gè)由多種因素調(diào)節(jié)的復(fù)雜而有序的過(guò)程。在細(xì)胞水平上看,骨組織形成有兩種方式,即膜內(nèi)成骨和軟骨內(nèi)成骨。前者的新生骨組織在結(jié)締組織膜中由間充質(zhì)細(xì)胞直接形成,后者是指結(jié)締組織內(nèi)的間充質(zhì)細(xì)胞首行先分化為軟骨組織,然后在軟骨組織的基礎(chǔ)上進(jìn)行鈣化成骨。從分子水平上看,骨組織的形成過(guò)程就是生物大分子在細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。 胚胎時(shí)期的骨化過(guò)程同骨折骨痂的形成以及異位骨形成過(guò)程相類似,均受到機(jī)體某種激素和某些局部生長(zhǎng)因子的調(diào)控。 一般認(rèn)為,影響骨組織形成的激素主要有: 甲狀旁腺素(PTH)、生長(zhǎng)素、甲狀腺素、降鈣素、雌激素等; 影響骨組織形成的局部生長(zhǎng)因子主要有: BMPs、轉(zhuǎn)移因子(TGF)、血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGFs)、白細(xì)胞介素(ILs)等。 在骨組織形成過(guò)程中,激素與生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)之間既有相對(duì)獨(dú)立,又相互。兩種調(diào)節(jié)與神經(jīng)系統(tǒng)共同形成了神?內(nèi)分泌-免疫-局部生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),參與骨組織形成的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程。一般認(rèn)為,局部生長(zhǎng)因子在骨組織形成的調(diào)節(jié)過(guò)程中起著主導(dǎo)作用。尤其BMPs是其中*能夠單獨(dú)誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞向骨組織方向分化的生長(zhǎng)因子,是骨組織形成過(guò)程中zui關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子。 實(shí)驗(yàn)表明,低濃度BMPs能夠誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞向骨組織形成區(qū)移行;中等濃度BMPs可以促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞向成軟骨及成骨細(xì)胞方向分化;而高濃度BMPs則能促進(jìn)進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞的增生。研究認(rèn)為,BMP-2主要對(duì)未分化間充質(zhì)細(xì)胞和骨系細(xì)胞起到募集和分化作用。在骨形成早期,BMP-2不僅可使未分化間質(zhì)細(xì)胞向骨形成中心募集,并分化為骨系細(xì)胞,而且可使成纖維細(xì)胞、成肌細(xì)胞及骨髓的基細(xì)胞逆轉(zhuǎn)分化為骨系細(xì)胞。其主要過(guò)程是:增加或抑制這些細(xì)胞內(nèi)的某些特異性蛋白的分泌,使成纖維細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞,成肌細(xì)胞快速分化為肥大的軟骨細(xì)胞,并促進(jìn)基質(zhì)鈣化。 對(duì)于成骨細(xì)胞,BMP-2則可使之維持其*細(xì)胞表型,并誘導(dǎo)成骨細(xì)胞標(biāo)志物的增高,促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)鈣化。在骨形成后期,BMP-2還作為一種破骨細(xì)胞分化因子與其它支持破骨細(xì)胞分化因子直接或間接刺激破骨細(xì)胞分化,參與骨的重建。 關(guān)于BMP-2是否具有促進(jìn)細(xì)胞的有絲分裂和復(fù)制作用,目前尚有爭(zhēng)議。但可以肯定,在促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂和復(fù)制過(guò)程中,BMP-2與其它局部因子有協(xié)同作用。因此骨組織形成是多種局部因子共同調(diào)節(jié)的結(jié)果.



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