【关键词】 骨形成蛋白； BMP 受体； BMPR
【中图号】 R782.12 【文献标识码】A
骨形成蛋白（BMPs)是一个至少包括20个成员的家族，其成员在结构上相 似，但其功 能在不同时期、不同阶段有着极大的差异。在脊椎动物中胚层的发育诱导过程中，BMPs是重 要的背-腹化发育促进因子，几乎胚胎发育的关键步骤都受到了BMPs的调控。BMPs家族的成 员都通过结合两种丝氨酸/苏氨酸激酶受体（即BMP I型、II型受体)发挥作用，I型、II型受 体与配体结合形成异聚体，从而将BMPs信号传递给下游作用物。近年来，BMPs信号传导方面 的研究取得了许多新的进展，特别是在BMPs受体的生物学特性和作用机制方面有较大突破， 本文就此方面综述如下。
1 BMPs的种类及结构特征
1.1 BMPs 的分类
BMPs是TGF-β超家族成员，这个家族包括有43个成员，TGF-β家族的成员在大多数物种都有 发现，如：海胆，线虫，果蝇，爪蛙，鸡，鼠及人。BMPs家族至少包括20个成员［ 1］，根据结构的相似性，BMPs家族可以分为以下5个主要亚族以及其他一些尚不十分明确 的亚族［1］（表1）：①DPP（即果蝇的decapentaplegic基因产物), BMP2, BMP4; ②60A, BMP5 (内含短耳等位基因), BMP6/Vgr-1, BMP7/OP-1, BMP8a/OP-2, BMP8b /OP-3;③BMP3/osteogenin, GDF-10; ④BMP9, BMP10, Dorsalin-1; ⑤BMP12/GDF7, BMP13/GDF6 , GDF5 (内含矮足病等位基因)。
1.2 BMPs的结构特征
BMPs是结构类似的高度保守的功能蛋白质族，其C-端有一个高度保守的结构域，内含7个位 置稳定的半胱氨酸［2］。BMPs合成时是一个大的前体蛋白，包括一个信号肽部分， 一 个前结构域(prodomain)及一个羧基末端区约含有100～125个氨基酸。其中在羧基末端区含 有 的7个保守的半胱氨酸对于形成正确的二聚体结构有重要意义。当羧基末端区经蛋白水解酶 作用从前体蛋白上释放出来时，二聚体即开始形成。成熟的、活跃的同聚或异聚BMPs复合物 便产生了。
2 BMPs的生物学特性
BMPs最初是作为一种可在异位诱导骨和软骨形成的蛋白质被发现, 但后来的研究发现其 功能不仅限于此，因为dpp/BMP4的信号机制在6亿年前即已存在，大大早于骨、软骨的出现 。BMPs在胚胎发育、器官形成中的重要作用日益为人们所认识，比如：在早期胚胎发育时， BMPs指导身体基本形态的形成并在特定的部位引导形成特异的组织［3］, 在随后的 器官形成 阶段，特定的BMPs诱导身体特定部位的骨结构及其附属组织的形成；BMP2基因位点的缺失 将导致心脏和羊膜的发育缺陷 ，最终导致胚胎性死亡［4］，在器官形成时， BMP2 的过量表达导致骨发育畸形；BMP4基因的缺陷将导致早期中胚层发育的缺陷及动物的胚胎 性死亡；而在骨形成时的过表达则影响指/趾线形成的数量及指/趾间细胞的凋亡［5］ ；缺少BMP7的小鼠由于肾、眼的缺陷在出生时而死亡 ；短耳鼠的发育畸形及特定部位骨 折愈合的延缓正是由于BMP5的基因突变所至；GDF5影响关节的发育，它的缺失导致矮足鼠 的发育畸形而GDF6可以纠正许多GDF5缺失造成的缺陷。此外，BMPs及其受体的表达存在于 神经发育的整个过程中［1］。在一些肿瘤中也发现了BMPs及其受体的表达。但其与 肿瘤的发生、发展及转移的关系尚不清楚。
3 BMPs受体的种类及生物学特性
TGF-β超家族的成员都结合二种特异受体发挥作用，分别叫做I型受体(Mr约50 103 ～55×103)和II型受体(Mr约70×103～80×103)［6］。这些受体大多已 被克隆出来，都有保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域［7］。
3.1 BMPs I、II型受体的种类
现在已克隆了一系列丝氨酸/苏氨酸激酶受体并命名为激活素受体样激酶1～6(ALK 1～6)， 其 中ALK 1～5是从人的cDNA文库得来 ，ALK6得自鼠cDNA文库 。ALKs是TGF-β超家族成员的I 型 受体 。ALK5是TGF-β I型受体(TβR-I)。ALK2和ALK4是激活素I型受体(即ActR-I 和ActR-I B)。此外 ，ALK3和ALK6是BMPs家族的I型受体(即BMPR-IA和BMPR-IB)［8］。
