پروتئین ریخت‌زایی استخوان

پروتئین‌های ریخت‌زایی استخوان (به انگلیسی: Bone Morphogenetic Proteins) (BMPها)، گروهی از فاکتورهای رشد هستند که به سیتوکین‌ها و متابولوژن‌ها نیز معروفند. کشف این پروتئین‌ها از طریق تواناییشان در القاء تشکیل استخوان و غضروف بوده است. اکنون BMP ها را به عنوان گروهی از پیام‌رسان‌های محوری ریخت‌زایی در نظر می گیرند که معماری بافت را در کل بدن هماهنگ می‌کند. عملکرد مهم پیام‌های BMP در فیزیولوژی، با نقش‌های چندگانه پیام‌رسانی از تنظیم خارج شده‌ی BMP در فرایندهای آسیب‌شناختی، برجسته می‌گردد. بیماری‌های سرطانی، اغلب درگیر بدتنظیمی دستگاه پیام‌رسانی BMP می‌باشند. به عنوان مثال، عدم حضور پیام‌رسانی BMP، در پیش‌روی سرطان روده بزرگ، عامل مهمی به شمار می رود، و برعکس، واکنش بیش از حد پیام‌رسانی BMP پس از ازوفاژیت ناشی از رفلاکس، منجر به مری بارت شده و ازین رو در تکوین آدنوکارسینوم در بخش پروگزیمال لوله گوارشی دخیل است.

BMP های نوترکیب انسانی (rhBMP ها)، در کاربردهای ارتوپدی چون جوش دادن مهره‌ها، جوش نخوردگی و جراحی دهانی به کار می رود. rhBMP-2 و rhBMP-7 برای برخی کاربردها، از سوی اداره غذا و داروی امریکا (FDA) تأیید شده است. rhBMP-2، بیش از هر BMP دیگر، موجب رشد بیش از حد استخوان‌ها شده و در کاربردهای بدون مجوز (off-label) به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع

در آغاز، ۷ پروتئین از این نوع کشف شده بود. شش تای آنها (از BMP2 تا BMP7) متعلق به خانوادهٔ فاکتور رشد تغییردهنده بتا و پروتئین BMP1 نوعی متالوپروتئیناز است. از آن هنگام، ۱۳ پروتئین دیگر هم کشف شده که همگی متعلق به خانوادهٔ فاکتور رشد تغییردهنده بتا هستند و تعداد این پروتئین‌ها را به ۲۰ رساند. در جدول زیر فقط به ۱۳ نوع از آن اشاره شده که به طریق مشابه زیر نامگذاری شده‌اند. بقیه انواع این پروتئین، نام‌های دیگری تحت عنوان اصلی «فاکتور تمایز رشد» دارند.

پروتئین ریخت‌زایی استخوان	عملکرد شناخته‌شده	جایگاه ژنی
BMP1	این پروتئین متعلق به خانوادهٔ فاکتور رشد تغییردهنده بتا نیست. این پروتئین نوعی متالوپروتئیناز است که بر روی پیش‌ساز کلاژن ۱، ۲ و ۳ عمل می‌کند. در تکامل غضروف نقش ایفا می‌کند.	کروموزوم ۸؛ جایگاه: 8p21
BMP2	همچون یک هومودایمر متصل به دی‌سولفید عمل می‌کند و تشکیل غضروف و استخوان را تحریک می‌کند. احتمال دارد پروتئین واسط رتینوئید باشد. در تمایز سلولی استئوبلاست‌ها هم نقش دارد.	کروموزوم ۲۰؛ جایگاه: 20p12
BMP3	تشکیل استخوان را تحریک می‌کند.	کروموزوم ۱۴؛ جایگاه: 14p22
BMP4	شکل‌گیری دندان، دست و پاها و استخوان را از مزودرم تنظیم می‌شود. در ترمیم شکستگی‌های استخوانی، تشکیل اپیدرم، ایجاد محور پشتی-شکمی و تکوین فولیکول تخمدان نقش دارد.	کروموزوم ۱۴؛ جایگاه: 14q22-q23
BMP5	در تکامل غضروف نقش ایفا می‌کند.	کروموزوم ۶؛ جایگاه: 6p12.1
BMP6	در یکپارچگی و استحکام غضروف بالغین مؤثر است. هم‌ایستایی آهن را از طریق تنظیمِ هپسیدین کنترل می‌کند.	کروموزوم ۶؛ جایگاه: 6p12.1
BMP7	در تمایز سلولی استئوبلاست‌ها نقش دارد. همچنین تولید SMAD1 را تحریک می‌کند. در تکامل و ترمیم کلیه نقش دارد.	کروموزوم ۲۰؛ جایگاه: 20q13
BMP8a	در رشد و تکامل استخوان و غضروف نقش دارد.	کروموزوم ۱؛ جایگاه: 1p35–p32
BMP8b	در هیپوکامپ بیان می‌شود.	کروموزوم ۱؛ جایگاه: 1p35–p32
BMP10	احتمالاً در ایجاد تورتیغه‌های قلب رویان (ترابکولاسیون قلب) نقش دارد.	کروموزوم ۲؛ جایگاه: 2p14
BMP11	کنترل‌کننده قالب‌گذاری قدامی-خلفی.	کروموزوم ۱۲؛ جایگاه: 12p
BMP15	احتمالاً در تکامل اووسیت و فولیکول تخمدان نقش دارد.	کروموزوم X؛ جایگاه: Xp11.2

رابطه توالی‌ها میان پروتئین‌های ریخت‌زایی استخوان پستانداران (موش/انسان). با کمی تعدیل از دوسی و کارسنتی ۲۰۰۰

منابع

↑ Reddi AH, Reddi A (2009). "Bone morphogenetic proteins (BMPs): from morphogens to metabologens". Cytokine & Growth Factor Reviews. 20 (5–6): 341–2. doi:10.1016/j.cytogfr.2009.10.015. PMID 19900831.
↑ Bleuming SA, He XC, Kodach LL, Hardwick JC, Koopman FA, Ten Kate FJ, van Deventer SJ, Hommes DW, Peppelenbosch MP, Offerhaus GJ, Li L, van den Brink GR (Sep 2007). "Bone morphogenetic protein signaling suppresses tumorigenesis at gastric epithelial transition zones in mice". Cancer Research. 67 (17): 8149–55. doi:10.1158/0008-5472.CAN-06-4659. PMID 17804727.
↑ Kodach LL, Wiercinska E, de Miranda NF, Bleuming SA, Musler AR, Peppelenbosch MP, Dekker E, van den Brink GR, van Noesel CJ, Morreau H, Hommes DW, Ten Dijke P, Offerhaus GJ, Hardwick JC (May 2008). "The bone morphogenetic protein pathway is inactivated in the majority of sporadic colorectal cancers". Gastroenterology. 134 (5): 1332–41. doi:10.1053/j.gastro.2008.02.059. PMID 18471510.
↑ Milano F, van Baal JW, Buttar NS, Rygiel AM, de Kort F, DeMars CJ, Rosmolen WD, Bergman JJ, VAn Marle J, Wang KK, Peppelenbosch MP, Krishnadath KK (Jun 2007). "Bone morphogenetic protein 4 expressed in esophagitis induces a columnar phenotype in esophageal squamous cells". Gastroenterology. 132 (7): 2412–21. doi:10.1053/j.gastro.2007.03.026. PMID 17570215.
↑ Even J, Eskander M, Kang J (Sep 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.
↑ Ducy P, Karsenty G (2000). "The family of bone morphogenetic proteins". Kidney Int. 57 (6): 2207–14. doi:10.1046/j.1523-1755.2000.00081.x. PMID 10844590.

مطالعه بیشتر

Reddi AH (1997). "Bone morphogenetic proteins: an unconventional approach to isolation of first mammalian morphogens". Cytokine Growth Factor Rev. 8 (1): 11–20. doi:10.1016/S1359-6101(96)00049-4. PMID 9174660.
Bessa PC, Casal M, Reis RL (Jan 2008). "Bone morphogenetic proteins in tissue engineering: the road from the laboratory to the clinic, part I (basic concepts)". Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 2 (1): 1–13. doi:10.1002/term.63. hdl:1822/13420. PMID 18293427. Archived from the original on 2012-10-18.

پیوند به بیرون

BMP: The What and the Who
BMPedia - the Bone Morphogenetic Protein Wiki
Bone Morphogenetic Proteins در سرعنوان‌های موضوعی پزشکی (MeSH) در کتابخانهٔ ملی پزشکی ایالات متحدهٔ آمریکا
Chen D, Zhao M, Mundy GR (Dec 2004). "Bone morphogenetic proteins". Growth Factors (Chur, Switzerland). 22 (4): 233–241. doi:10.1080/08977190412331279890. PMID 15621726. S2CID 22932278.
Cheng H, Jiang W, Phillips FM, Haydon RC, Peng Y, Zhou L, Luu HH, An N, Breyer B, Vanichakarn P, Szatkowski JP, Park JY, He TC (Aug 2003). "Osteogenic activity of the fourteen types of human bone morphogenetic proteins (BMPs)". The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 85-A (8): 1544–52. doi:10.2106/00004623-200308000-00017. PMID 12925636. link

[1] Reddi AH, Reddi A (2009). "Bone morphogenetic proteins (BMPs): from morphogens to metabologens". Cytokine & Growth Factor Reviews. 20 (5–6): 341–2. doi:10.1016/j.cytogfr.2009.10.015. PMID 19900831.

[2] Bleuming SA, He XC, Kodach LL, Hardwick JC, Koopman FA, Ten Kate FJ, van Deventer SJ, Hommes DW, Peppelenbosch MP, Offerhaus GJ, Li L, van den Brink GR (Sep 2007). "Bone morphogenetic protein signaling suppresses tumorigenesis at gastric epithelial transition zones in mice". Cancer Research. 67 (17): 8149–55. doi:10.1158/0008-5472.CAN-06-4659. PMID 17804727.

[3] Kodach LL, Wiercinska E, de Miranda NF, Bleuming SA, Musler AR, Peppelenbosch MP, Dekker E, van den Brink GR, van Noesel CJ, Morreau H, Hommes DW, Ten Dijke P, Offerhaus GJ, Hardwick JC (May 2008). "The bone morphogenetic protein pathway is inactivated in the majority of sporadic colorectal cancers". Gastroenterology. 134 (5): 1332–41. doi:10.1053/j.gastro.2008.02.059. PMID 18471510.

[4] Milano F, van Baal JW, Buttar NS, Rygiel AM, de Kort F, DeMars CJ, Rosmolen WD, Bergman JJ, VAn Marle J, Wang KK, Peppelenbosch MP, Krishnadath KK (Jun 2007). "Bone morphogenetic protein 4 expressed in esophagitis induces a columnar phenotype in esophageal squamous cells". Gastroenterology. 132 (7): 2412–21. doi:10.1053/j.gastro.2007.03.026. PMID 17570215.

[Even-5] Even J, Eskander M, Kang J (Sep 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.

[pmid10844590-6] Ducy P, Karsenty G (2000). "The family of bone morphogenetic proteins". Kidney Int. 57 (6): 2207–14. doi:10.1046/j.1523-1755.2000.00081.x. PMID 10844590.