骨形态发生蛋白15基因的研究进展

作者主要介绍了骨形态发生蛋白15的结构、功能与调控;骨形态发生蛋白15基因的结构、染色体定位,并讨论了该基因与哺乳动物繁殖性能的关系。     

骨形态发生蛋白的研究进展

骨形态发生蛋白是一类具有多种功能的细胞因子,除具有异位诱导成骨作用外,还对肢体发育、牙齿形成、造血细胞形成以及动物繁殖性状表达等方面有重要作用。笔者主要对骨形态发生蛋白的来源、生化特性、生物学功能、信号传导机制以及骨形态发生蛋白诱导成骨的机制作了详细的介绍。     

骨形态发生蛋白-6基因及其在哺乳动物生殖中的作用

骨形态发生蛋白-6(BMP-6)是骨形态发生蛋白(BMPs)家族的成员之一,最初研究是发现它具有诱导软骨内骨化、骨折愈合和异位骨形成的活性,但随着研究的逐步深入发现它在动物体内具有非常广泛的作用。本文就它在哺乳动物生殖中的相关研究做一简要总结,初步阐述了BMP-6在哺乳动物与生殖相关的器官中不同细胞类型内的表达格局、信号传递过程及其调控机制、以及BMP-6在调节哺乳动物生殖过程中的作用,并提出一些有待研究的问题。     

Bmp/Smad信号通路及其在哺乳动物卵巢发育中的作用

开展绵羊多羔性状基因的研究对于揭示其分子调控机制和提高绵羊繁殖力具有重要意义。骨形态发生蛋白(BMPs)为转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员,与哺乳动物繁殖活动密切相关。研究表明,BMPs可促使原始卵泡向次级卵泡转化,对哺乳动物卵巢颗粒细胞增殖、生殖激素的合成和分泌以及卵母细胞成熟和排卵等方面起重要调节作用,而BMPs发挥功能主要依赖于经典的Bmp/Smad信号通路。本文就Bmp/Smad信号通路成员的表达、对早期胚胎发育的影响以及在哺乳动物卵巢发育中的作用等方面的研究进行总结,以期为进一步研究BMPs及其信号通路的调控机制提供参考。     

骨形态发生蛋白4与哺乳动物卵泡发育的研究进展

骨形态发生蛋白4 （bone morphogenetic protein-4,BMP-4）属于转化生长因子超家族成员（TGF-β）,参与机体的细胞生长、分化、凋亡、迁移及细胞外基质形成等众多病理、生理活动的调控。BMP-4基因与哺乳动物的繁殖性能密切相关,尤其在卵泡的生长分化过程中起着重要的调控作用,是原始卵泡和卵母细胞生存的必需因子。作者就骨形态发生蛋白4的基因结构、受体种类、信号调控机制及该基因与哺乳动物卵泡发育的关系作一综述。     

绵羊骨形态发生蛋白受体-1B基因研究进展

绵羊繁殖性能在绵羊产业中有着重要意义,除通过一些技术手段(如同期发情、人工授精、超数排卵等)之外,在目前已知的关于能够提高绵羊繁殖力的16个基因共20个突变体当中,以骨形态发生蛋白受体-1B(bone morphogenetic protein receptor type-1B,BMPR-1B)基因对绵羊繁殖力的影响最大。BMPR-1B基因是世界上第一个被发现的多羔主效基因,其编码区的A746G突变导致蛋白质序列中第249位的谷氨酰胺被置换为精氨酸(Q249R),最终能够引起绵羊排卵数和产羔数增加。作者介绍了绵羊多羔主效基因BMPR-1B及其突变体FecB(A746G)的发现与结构,简述了该基因分子方面的作用机理,对BMP/Smad信号通路的调控以及与绵羊繁殖之间的联系,并简单分析了FecB突变后对绵羊卵巢、卵泡等组织细胞功能,激素调节和相关基因表达的影响。进一步加深对BMPR-1B基因的了解,为研究人员探明该基因诱使绵羊等动物提高产羔数的调控机制,相关配体、调控因子和上下游信号蛋白的影响以及加快哺乳动物高效育种繁殖、扩大种群规模和多胎品系的建立,增加养殖人员的经济收入等提供一些参考和...     

骨形态发生蛋白在动物繁殖上的研究进展

骨形态发生蛋白(BMPs)家族是转化生长因子超家族的一大类,它们与两类特异受体结合组成信号传导通路诱导细胞内的一系列生理活动。研究表明它们对雌性繁殖性能有重要作用,特别是对卵巢的作用尤为显著。已在多种动物(鸡、牛、猪、羊、鼠等)卵巢中检测到了编码BMP 2,3,3b,4,6,7和15的mRNA。在不同品种绵羊中已发现了几个控制多胎性状的主基因,如FecB、FecX1、FecXH、FecXG、FecXB和FecGH基因,它们都是BMPs家族蛋白及相关蛋白基因突变而产生的。文章从生化背景、表达研究、对卵巢与排卵的作用,以及对生殖内分泌的调节等几个方面,对BMPs在动物繁殖方面的研究进展做了阐述。     

骨形态发生蛋白BMPl5基因的研究进展

骨形态发生蛋白属于转化生长因子——β超家族，迄今为止，已有30多个骨形态发生蛋白被确定。BMP15基因是卵母细胞表达的一种分泌型信号分子，具有推动卵泡生长，阻止黄体早熟的作用。笔者对BMP15基因的结构和功能、BMP15基因多态性和基因定位、BMP受体种类及BMP受体信号转导机制作简要阐述。     

骨形态发生蛋白BMP15基因的研究进展

骨形态发生蛋白属于转化生长因子——β超家族，迄今为止，已有30多个骨形态发生蛋白被确定。BMP15基因是卵母细胞表达的一种分泌型信号分子，具有推动卵泡生长，阻止黄体早熟的作用。笔者对BMP15基因的结构和功能、BMP15基因多态性和基因定位、BMP受体种类及BMP受体信号转导机制作简要阐述。     

ACVR2B、BMPR1A和BMPR1B基因多态性与母猪繁殖性能的相关分析

为研究转化生长因子-β(TGF-β)通路中激活素A受体2B(ACVR2B)、骨形态发生蛋白受体1A(BMPR1A)和骨形态发生蛋白受体1B(BMPR1B)基因多态性对母猪繁殖性能的影响，选用大白和长白母猪为试验对象，采用DNA混池测序对猪ACVR2B、BMPR1A和BMPR1B基因多态位点进行筛选，利用GenoPlexs~?基于多重PCR的靶向测序基因型分型技术对候选SNPs进行分型，并与经产母猪繁殖性能进行关联性分析。结果显示：ACVR2B基因筛到2个单碱基突变和1个缺失多态，分别为g.23259668T>C、 g.23260159(delG)和g.23260324C>T,命名为P1、P2和P3;BMPR1A基因g.87887024-87887026(delTGG)筛到1个缺失多态，命名为P4;BMPR1B基因筛到5个单碱基突变，g.124593852G>A、g.124561254G>C、 g.124561098C>T、g.124546851A>G和g.124542062T>C,分别命名为P5、P6、P7、P8和P9。关联结果显示：ACVR2...     

4个山羊品种BMP6基因部分片段的多态性分析

根据GenBank发表的绵羊骨形态发生蛋白6（bone morphogenetic protein 6,BMP6）基因部分序列所包含的外显子5、6、7和小鼠BMP6基因外显子5、6、7序列设计3对引物,采用PCR SSCP技术检测BMP6基因外显子5、6和7在济宁青山羊、安哥拉山羊、波尔山羊、内蒙古绒山羊4个山羊品种250个个体中的单核苷酸多态性。结果发现这3对引物的扩增片段在检测的4个品种中均无多态性,说明所检测的BMP6基因外显子5、6、7序列比较保守。     

贵州白山羊BMP15基因多态性研究

骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因是控制Belclare和Cambridge等绵羊的高繁殖力主效基因,BMP15蛋白中单个氨基酸的改变直接影响绵羊的产卵率和产羔数。采用RFLP和SSCP技术检测BMP15基因中绵羊高繁殖力突变类型FecXG和FecXB在贵州白山羊中的分布。结果表明,在贵州白山羊样品中没有检测到BMP15基因的FecXG突变,说明该突变在贵州白山羊中的自然发生率非常低;在贵州白山羊高产母羊和公羊中检测到BMP15的FecXB突变,以杂合的AB基因型存在,低产母羊中没有检测到该突变,提示BMP15基因的FecXB突变可能是影响贵州白山羊繁殖力的因素之一。     

鸡BMP7基因组织表达特性及其在高、低脂系脂肪组织中表达差异研究

骨形态发生蛋白7(Bone morphogenetic proteins7,BMP7)是一类与骨骼发育密切相关的酸性多肽,属于TGF-β超家族,能够诱导血管周围及结缔组织中的间充质细胞向骨细胞方向分化。近期研究结果表明,BMP7在哺乳动物棕色脂肪组织发育过程中发挥重要作用。目前还没有关于鸡BMP7基因表达规律的研究。本研究以东北农业大学高脂系肉鸡为试验材料,采用半定量RT-PCR的方法检测BMP7基因在不同组织中的表达特性,发现BMP7在鸡23种组织中均有表达;采用半定量RT-PCR和Real-time PCR的方法检测BMP7基因在高、低脂系肉鸡脂肪组织间的表达差异,发现BMP7基因在高脂系肉鸡脂肪组织中的表达量显著高于低脂系(P<0.05)。本研究为进一步揭示BMP7基因与鸡脂肪组织发育之间的关系奠定了基础。     

骨形态发生蛋白基因mRNA在牛卵巢组织中的表达研究

骨形态发生蛋白(BMP15)基因主要在哺乳动物卵巢中表达,对卵泡的发育和分化起重要作用。研究根据其他物种BMP15基因的保守序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术,从牛卵巢中提取总RNA,扩增出BMP15cDNA序列;将此片段克隆到pGM-T载体中,经PCR鉴定和DNA序列测定分析验证;符合BMP家族基因结构特征,然后根据此序列构建cRNA探针,利用原位杂交技术检测牛卵巢BMP15基因mRNA的表达情况。原位杂交结果表明:牛BMP15基因,在初级卵泡和次级卵泡早期、初级和次级卵泡的颗粒细胞次级卵泡晚期都有表达,同时BMP15基因在透明带周围也表达,这可能是透明带周围细胞中的BMP15基因渗透到透明带中。     

绵羊高繁殖力候选基因BMPR-IA的研究

以骨形态发生蛋白受体IA（bone morphogenetic protein receptor IA，BMPR-IA）基因为候选基因，采用PCR—SSCP技术检测该基因在高繁殖力绵羊品种（小尾寒羊、湖羊）以及低繁殖力绵羊品种（多赛特羊、特克塞尔羊、德国肉用美利奴羊）中的单核苷酸多态性，同时研究该基因对小尾寒羊高繁殖力的影响。结果表明：在小尾寒羊中检测到AA、AB两种基因型，在湖羊中只检测到一种基因型BB，而在低繁殖力的3个绵羊品种中只检测到一种基因型AA。统计结果表明：小尾寒羊A等位基因频率为0．964，B等位基因频率为0．036。测序结果表明：BB型与AA型相比有6处核苷酸发生了突变。独立性检验表明：外尾寒羊与低繁殖力绵羊品种间基因型分布差异不显著（P〉0．05），而湖羊与小尾寒羊、低繁殖力绵羊品种间基因型分布差异极显著（P〈0．001）。AB基因型小尾寒羊平均产羔数比AA基因型多0．15只，但差异不显著（P〉0．05）。研究表明：BMPR-IA基因不是小尾寒羊和湖羊高繁殖力的主效基因。     

GDF9/BMP15对卵泡发育的调控

卵母细胞及其紧密连接的卵泡细胞之间的精细调节,促使卵母细胞成熟、受精和胚胎发育.在卵泡发育过程中,除了下丘脑-垂体-性腺轴间的内分泌调节外,卵母细胞源旁分泌或自分泌因子维持发育卵泡内微环境稳态,调节卵母细胞成熟和颗粒细胞增殖.目前发现,这些关键的调控因子主要是TGFβ超家族成员中的生长分化因子-9 （GDF9）和骨形态发生蛋白（BMP15）.GDF9/BMP15主要表达于卵母细胞,是卵泡发育必需的细胞因子.论文综述了GDF9/BMP15的结构特点、表达特性、信号通路及其在卵巢中的生物学作用等研究进展.     

Bone morphogenetic protein 4 (BMP‐4) and BMP‐7 induce vascular endothelial growth factor expression in bovine granulosa cells

Bone morphogenetic protein‐4 (BMP‐4) and BMP‐7, theca cell‐derived growth factors, directly affect the granulosa cell function. The aim of this study was to examine the involvement of BMP‐4 or BMP‐7 in vascular endothelial growth factor (VEGF) expression in bovine granulosa cells. Granulosa cells were collected from small follicles (4–6 mm) and seeded at a density of 2–5 × 10⁵ cells per well in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM)/F12 medium with BMP‐4 or BMP‐7. The expression of VEGF messenger RNA and protein was the maximum when 1.0 ng/mL of BMP‐4 was added to the culture medium. On the other hand, 10 ng/mL of BMP‐7 significantly increased the expression of the VEGF gene and protein. In addition, BMP‐4 stimulated the expression of Smad1 and Smad5 genes in granulosa cells, whereas BMP‐7 stimulated the expression of Smad5 gene. These results suggested that BMP‐4 and BMP‐7 may be associated with VEGF expression via several specific Smads in bovine granulosa cells: BMP‐4 via Smad1/Smad5 and BMP‐7 via Smad5. In conclusion, theca cell‐derived BMP‐4 and BMP‐7 might contribute to follicular vasculature and development by inducing VEGF expression in granulosa cells.     

Delivery of growth factors using gene therapy to enhance bone healing

OBJECTIVE: To review the delivery of growth factors using gene therapy for enhancing long-bone fracture healing. STUDY DESIGN: Literature review. METHODS: MEDLINE and CAB Abstracts literature search (1980-2004). RESULTS: Non-union and infected non-union are relatively common complications of long-bone fractures in human and veterinary patients. Growth factors are cytokines that regulate many cell functions important in fracture healing. Exogenous growth factors can be delivered to the fracture site as recombinant proteins or using gene therapy. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 and -7 (rhBMP-2 and -7), in particular, enhance fracture healing in numerous experimental and clinical studies. Some limitations with use of recombinant proteins may be overcome by use of gene therapy. Gene therapy involves delivery of the growth factor gene to cells at the fracture site using a viral or non-viral vector. The gene is then expressed (protein synthesis) by cells at the fracture site. Delivery of the BMP gene to the fracture site using gene therapy has been evaluated in laboratory animal models of non-union, with favorable results and without complications. CONCLUSION: Delivery of growth factors, particularly members of BMP family, to the fracture site using gene therapy may be a method to enhance fracture healing. Use of this technology may improve the prognosis for patients with long-bone fractures. CLINICAL RELEVANCE: Clinical application of gene therapy could improve the prognosis for human and veterinary patients with long-bone fractures, but has not been evaluated clinically.