BMP 7
BMP 7 neboli bone morphogenetic protein 7 (obchodní název OP-1) je protein patřící do TGF-β superfamily[1] tzn. skupiny signálních molekul – parakrinních faktorů uplatňujících se během embryonálního vývoje. Je členem BMP rodiny, jejíž uplatnění nastává zejména během transformace mezenchymálních buněk do chrupavky a kosti. BMP 7 se také podílí na vývoji neurální lišty, zubů, očí a ledvin. Mezi hlavní inhibitory patří Chordin, Noggin a Folistatin.[2]
Signální dráha
[editovat | editovat zdroj]BMP 7 po navázání na příslušný receptor aktivuje (fosforyluje) SMAD 1 a SMAD 5 v cytoplazmě, ty se následně vážou na SMAD 4 a vytváří tak komplex transkripčních faktorů přecházejících do jádra, kde ovlivňují transkripci cílových genů.[2]
Funkce
[editovat | editovat zdroj]Osteogeneze
[editovat | editovat zdroj]BMP všeobecně indukují osteogenickou transformaci buněk tzn. že způsobují změny, které vedou k přetváření původní pluripotentní buňky v osteocyt.[3] Působí jak na pluripotentní, tak na mezenchymální (progenitorové) buňky i na osteoblast. Z pozorovatelných změn dochází ke zvýšení aktivity alkalické fosfatázy, tvorby osteocalcinu a mineralizované matrix.[4]
Formování autopodia
[editovat | editovat zdroj]Během vývoje se na končetině nachází několik nekrotických zón: interdigitální, která rozděluje prsty, interiorní rozdělující radius a ulnu a anteriorní a posteriorní dále formující končetinu. Navzdory názvu zde probíhá apoptóza buněk. Slovo nekrotické je pouze historický artefakt. Apoptóza buněk je způsobena zejména působením BMP 2,4 a 7, které jsou exprimovány v interdigitálním mezenchymu. Vlivem Nogginu vytvářeném ve vyvíjejících se prstech a v perichondrálních buňkách, které je obklopují, dochází v těchto místech k blokování účinku BMP signalizace, což vede k prevenci apoptózy. Dále má BMP 7 a 2 důležitou úlohu při formování kloubních spojení.[3]
Adipogeneze
[editovat | editovat zdroj]Na rozdíl od ostatních členů BMP rodiny, kteří se podílejí na diferenciaci bílých adipocytů se BMP 7 uplatňuje ve hnědé vývojové řadě. Hnědá tuková tkáň se liší od bílé zvýšeným množstvím mitochonrií, menší aktivitou ATP syntáz, což vede k tomu, že vznikající energie se z buňky uvolňuje ve formě tepla (termogeneze) na rozdíl od bílé tukové tkáně, kde se většina energie uskladňuje ve formě ATP. Experimentálně uskutečněná exprese BMP7 zprostředkovaná adenovirem vedla k nárůstu hnědé tukové tkáně na úkor bílé, čímž došlo k nárůstu energetického výdeje a snížení hmotnosti.[5] Tato studie dává příslib novému terapeutického přístupu v léčbě obezity.
Při knock out experimentu u myší došlo k vývoji embrya, které postrádalo oči a mělo velmi nepatrně vyvinuté ledviny.[3] BMP 7 v těchto místech brání předčasné apoptóze buněk v oční plakodě a nefrogennímu mezenchymu.[2]
Klinické využití
[editovat | editovat zdroj]V dnešní době se BMP 7 (stejně jako i jiní členové BMP rodiny) používá v klinických studiích k léčbě komplikovaných zlomenin, které nereagují na předchozí léčbu. U lidí dochází k používání rekombinantního lidského BMP7 například v kolagenové pastě, která se aplikuje na poškozené místo. Úspěšnost v některých studiích dosahuje přes 90 %.[6]
Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ http://omim.org/entry/112267
- ↑ a b c Buchtová M., Matalová E., Poznámky k přednáškám z molekulární a experimentální embryologie, Masarykova univerzita Brno, 2012
- ↑ a b c Scott F. Gilbert, Developmental Biology, 9. edition, 2010
- ↑ CHENG, Hongwei; JIANG, Wei; PHILLIPS, Frank M.; HAYDON, Rex C.; PENG, Ying; ZHOU, Lan; LUU, Hue H. Osteogenic activity of the fourteen types of human bone morphogenetic proteins (BMPs). S. 1544–1552. The Journal of Bone and Joint Surgery-American Volume [online]. 2003-08. Roč. 85, čís. 8, s. 1544–1552. Dostupné online. DOI 10.2106/00004623-200308000-00017. PMID 12925636. (anglicky)
- ↑ TSENG, Yu-Hua; KOKKOTOU, Efi; SCHULZ, Tim J.; HUANG, Tian Lian; WINNAY, Jonathon N.; TANIGUCHI, Cullen M.; TRAN, Thien T. New role of bone morphogenetic protein 7 in brown adipogenesis and energy expenditure. S. 1000–1004. Nature [online]. 2008-08-21. Roč. 454, čís. 7207, s. 1000–1004. Dostupné online. DOI 10.1038/nature07221. PMID 18719589. (anglicky)
- ↑ PAPANNA, M.C.; AL-HADITHY, N.; SOMANCHI, B.V.; SEWELL, M.D.; ROBINSON, P.M.; KHAN, S.A.; WILKES, R.A. The use of bone morphogenic protein-7 (OP-1) in the management of resistant non-unions in the upper and lower limb. S. 1135–1140. Injury [online]. 2021-07-01. Roč. 43, čís. 7, s. 1135–1140. Dostupné online. DOI 10.1016/j.injury.2012.03.007. PMID 22465515. (anglicky)