TGF—β超家族在软骨发生、发育和维持中的作用
转化生长因子β的作用机制
转化生长因子β的作用机制
生长因子β（TGF-β）是一类重要的细胞因子，对细胞生长、
增殖、分化、凋亡等生物学过程起着重要的调控作用。
TGF-β通过
多种机制影响细胞功能，以下是其主要作用机制：
1. 调节基因转录，TGF-β可以通过调节转录因子的活性来影
响基因的转录，从而影响细胞的生长和分化。
TGF-β可以通过Smad
信号通路和非Smad信号通路来调节基因的转录。
2. 抑制细胞增殖，TGF-β通过抑制细胞周期蛋白激酶的活性，阻止细胞周期的进行，从而抑制细胞的增殖。
3. 促进细胞凋亡，TGF-β可以通过调节凋亡相关基因的表达，促进细胞的凋亡，起到细胞自我调节和清除异常细胞的作用。
4. 调节细胞外基质合成，TGF-β可以促进胶原蛋白、纤维连
接蛋白等细胞外基质的合成，影响细胞外基质的沉积和组织修复。
5. 调节免疫反应，TGF-β在调节免疫细胞的分化、功能和细
胞因子的分泌中发挥重要作用，对免疫反应起着重要调节作用。
总的来说，TGF-β通过调节基因转录、影响细胞周期、促进凋亡、调节细胞外基质合成和调节免疫反应等多种机制影响细胞的生
物学行为，对细胞的生长、增殖、分化和免疫调节等起着重要作用。
骨形成蛋白 (BMP)的研究进展
骨形成蛋白 (BMP，Bone morphogenetic protein)的研究进展骨形成蛋白（BMP）实际上是一组蛋白质，其组成多于30多种。
从氨基酸的序列上看，BMP属于转化生长因子（TGF-β）家族成员，BMP是十分保守的分子，在脊椎动物、节肢动物和线虫中都相应的分子存在。
1 BMP的分子结构及种类BMP来源于不同的种属，其分子量的大小及cDNA的结构也不同。
如:人的BMP2的ORF为1191bp编码396个氨基酸，文昌鱼BMP2/4的ORF为1236bp 编码411个氨基酸，与人的BMP2和BMP4相似。
BMP在细胞内以前体的形式生成，在细胞的高尔基体内通过furin convertase在前体Arg-X-X-Arg保守位点剪切加工，生成C端117个氨基酸的BMP成熟肽，分泌到细胞外。
通过对TGF-β家族成员的晶体结构分析，TGF-β2和BMP7单体的中心是一个在C端包括6个保守的半胱氨酸组成的半胱氨酸链，通过这些保守的氨基酸序列与其它单体形成二聚体，更好的发挥其功能。
BMP在进化过程中是高度保守的，在不同的生物体中都存在，包括脊椎动物、文昌鱼、海鞘、海胆、果蝇、线虫。
根据目前所发现的30多种BMP的结构和功能不同，可分为不同的亚型，有骨形成蛋白(BMPs )，成骨蛋白(OPs)，生长和分化因子(GDFs)等[44]。
见图l-2。
图1-2 BMP家族成员系统关系Fig. 1-2 Classes of BMP families and relationships of BMPs with other TGF-βsuperfamily.2 BMP的基因表达模式及其调控基因的表达反映了它潜在的功能，BMP由于具有广泛的生物学功能，除了在间充质皮层分布外，在其它部位也有广泛的分布。
小鼠交配后的8.5天，BMP2在羊膜的中胚层细胞和内脏、尿囊、头褶下的侧板中胚层绒毛膜细胞中表达[45]。
8.5-9.5天在神经管下方的外胚层背面以及大约在9.5-10.5天的心脏心肌细胞层、发育肢的极化活性区域中表达[46]。
tgf-β信号传导通路及其生物学功能
tgf-β信号传导通路及其生物学功能
TGFB（Transforming growth factor-beta）信号传导通路是一
种调节细胞增殖、分化、凋亡和细胞外基质的生长因子信号传导通路。
TGFB家族包括TGFB1、TGFB2、TGFB3、BMPs（骨形态发生蛋白）等多
种生长因子，它们可用于在发生炎症、受到外部刺激、治疗过程中起
到两种完全相反的作用：促进细胞的增殖和转化，或促进细胞的凋亡。
TGFB信号传导通过将信号从TGFB受体I和受体II上转导至内皮体中的Smad蛋白来实现。
受体I和受体II与TGFB1结合，从而形成
复合物。
复合物使受体II激酶催化受体I激酶的磷酸化，最终激活Smad蛋白。
活化的Smad蛋白进入细胞核并调节基因表达，从而参与细胞增殖、分化、凋亡等过程。
在生物学中，TGFB信号传导通路可参与一系列生物学过程。
例如，在胚胎发育中，它可调控神经元的分化和细胞迁移。
在免疫系统中，
它可调节T细胞的功能和表达、B细胞的分化和细胞因子的产生。
在皮肤组织再生中，它亦可以促进创面愈合。
总之，TGFB信号传导通路在细胞生理中扮演着至关重要的角色，并有望成为治疗和预防各种疾病的重要靶点。
TGF—β超家族信号转导及其在雄性原始生殖细胞发育中的作用
Ｈ ｅ ，Ｈ Ｎ ｈ —ｘ ｎ ， Ｅ Ｇ Ｑａｇ Ｂ ｉ ｇＦ ｒ ｔ ｎｖｒｏ Ｃｌｇ ｉｏ ｉ ｌ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｅｉ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ＵＤ 一 Ｚ Ａ ＧＺ ｉ ｉ ｇ Ｗ Ｎ ｉ ． ｅｉ ｏｅ ｒ Ｕ ｉ ｓ ， ｏｅｅｏ ｏ ｇｃ ｉ ｃ ｄＴｅｎｌ ） Ｂ ￣ｎ １０ ８ ，ｈｎ ． ａ ｎ ｊ ｎ ｓ） ｅｉ ｌ ｆＢ ｌ ａ Ｓ ｅ ａ ｏ ｊｇ
转 化 生 长 【 子 ｐ 超 家 族 （ ｒｎｆｒ ｉ ｒ ｔ Ｆ ｃ ｒ—ｐ 大 １ Ｔａｓ ｍｎ Ｇ ｏ ｈ ａｔ ｏ ｇ ｗ ｏ ，
Ｔ Ｆ—ｐ 是 个 庞 大 的 家 族 ， 发 现 的 成 员 超 过 ４ Ｇ ） 已 ０种 。Ｔ Ｆ—ｐ Ｇ
超家族主要由如下几个亚 家旅组成 ：Ｇ Ｔ Ｆ—Ｂ、 活化素／ 抑制素 （ｃ ａ—
ｓ ｐｅｆ ｍｉｙ ｐ ａ ｓｉ ｏ ａ ， ｓ ｅ ｉｌｙ ｔ ｓｉ ｏ ｍａ ｉｎ ａ ｅ ｍ ｅ ｌｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔａ ｅ ｂ ｃ ｍｉ ｇ ｃ ｅ ｒ ｕ ｒａ ｌ ｌ ｙ ｎ ｇ ｎ ｄｓ ｅ ｐ ｃ ａｌ ｅ ｔｓｆ ｒ ｔｏ ｎｄ ｇ ｒ ｃ ｌ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｅ ｏ ｎ ｌａ ．
Ｓ ａ （ —Ｓ ｄ 。Ｒ— ｍ ｄ能被 Ｉ ｍ ｄ Ｉ ｍａ ） Ｓａ 型受体磷酸化激活 ， 并与 ｃ ｏ— Ｓａ ｍ ｄ形成复合体迁移 至细胞 核 内， 靶基 因结合 调节转 录。 目 与
tgf免疫学名词解释
tgf免疫学名词解释
TGF（Transforming Growth Factor）是转化生长因子，它在免疫学中具有重要作用。
以下是一些与TGF免疫学相关的名词解释：
1.TGF-β：是一种具有多种生物学功能的细胞因子，参与调控细胞生长、分化、凋亡等过程。
在免疫系统中，TGF-β可以影响免疫细胞的分化、活化和功能，从而调节免疫应答。
2.免疫调节：是指免疫系统通过细胞因子、细胞-细胞相互作用等机制，实现对免疫应答的平衡和稳定。
TGF-β在免疫调节中起到重要作用，既可以促进免疫抑制细胞的发育和功能，也可以抑制免疫激活细胞的分化和活性。
3.免疫抑制：TGF-β具有免疫抑制作用，可以抑制免疫细胞的活化和功能，从而降低免疫反应的程度。
这种作用在自身免疫病、过敏反应等疾病中具有病理意义。
4.免疫逃逸：肿瘤细胞通过多种机制逃避免疫监视和清除，TGF-β在肿瘤免疫逃逸中起到重要作用。
它可以抑制免疫细胞的功能，促进肿瘤细胞的生长和转移。
5.抗原递呈细胞（APC）：是指一类能够摄取、处理和递呈抗原给免疫细胞的细胞。
TGF-β对抗原递呈细胞的功能具有调控作用，影响抗原递呈和免疫应答的启动。
6.细胞因子：是一类由免疫细胞或其他细胞产生的具有生物活
性的小分子蛋白质，它们在免疫应答中起到调节作用。
TGF-β作为一种细胞因子，参与免疫应答的调控。
综上所述，TGF-β在免疫学中具有重要作用，通过调节免疫细胞、抗原递呈细胞等功能，实现对免疫应答的平衡和稳定。
同时，TGF-β在免疫病理过程中也发挥作用，如免疫抑制、免疫逃逸等。
TGF-βSmad 信号通路
TGF-β/Smad 信号通路图TGF-β（转化生长因子-β）信号通路在调控干细胞活性和器官形成中发挥着重要的作用，当TGF-β信号通路各成员活性未激活时，体内会自发性发生多种癌症，这表明TGF-β定向调节干细胞对癌症形成也具有不可或缺的功能。
TGF-β超家族包含接近30个生长和分化因子，其中有TGF-βs，活化素(activin)，inhibins和骨形态发生蛋白(BMPs) 。
下游的跨膜TGF-β受体是多个SMAD蛋白，这些蛋白是TGF-β超家族信号传递的重要调控分子，并在不同层面上受多种多样精确的调控。
TGF-β与TGF-βII型受体（TGF-βRII）结合后，再激活募集TGF-β I型受体（TGF-β RI）组合后形成二聚体形式的受体复合物。
TGF-β RII磷酸化TGF-β RI的甘氨酸-丝氨酸富集区域（GS序列）并活化TGF-β RI的丝氨酸/苏氨酸活性。
活化的TGF-β RI反过来又磷酸化受体相关smad蛋白。
脊椎动物中目前发现的smad蛋白至少有9种，分别是：(a)受体调节的Smads （R-Smads）：Smad 1, Smad 2, Smad 3, Smad 5, and Smad 8;(b)共调节Smads: Smad 4 and Smad 10;(c)抑制性Smads(I-Smads): Smad 6 and Smad 7。
Smad 2,和Smad 3参与TGF-β和活化素信号通路，而Smad 1、Smad 5和Smad 8调节BMP信号通路。
R-Smads和Smad 4 主要位于细胞质中，它们的活性主要受衔接蛋白调节，如Smad锚定受体激活蛋白（SARA）和ELF。
Smad 2和Smad 3直接被TGF-β RI磷酸化, 使得构象发生改变从而从受体复合物中释放出来。
Smad 4蛋白的MH2结构域识别R-Smads C端的磷酸丝氨酸从而形成异质二聚体复合物（R-Smad/C-Smad）。
gdf9作用位点
gdf9作用位点
GDF9（Growth Differentiation Factor 9）是一种在哺乳动物卵
巢中高度表达的基因，在卵巢发育和生殖功能中发挥重要作用。
GDF9编码的蛋白质属于TGF-β超家族的成员，是一种细胞因子，可以通过与其他蛋白质结合来调控细胞增殖、分化和存活。
在卵巢中，GDF9主要表达于卵母细胞和领卵细胞（granulosa cells）。
它的作用位点主要集中在下面两个方面：
1. 促进卵泡发育： GDF9在卵泡的发育和成熟过程中发挥重要作用。
它能够与其受体结合并激活信号通路，调控卵泡内领卵细胞的增殖、分化和功能，促进卵泡的发育和成熟。
2. 促进卵母细胞发育： GDF9也对卵母细胞的发育和成熟起着重要作用。
它可以直接作用于卵母细胞，促进其增殖、分化和成熟。
此外，GDF9还可以与其他因子如BMP15协同作用，
进一步调控卵母细胞的发育和成熟，最终影响卵子的质量和胚胎发育能力。
总的来说，GDF9在卵巢中的作用位点主要集中在卵泡和卵母
细胞中，通过调控细胞增殖、分化和存活等过程，促进卵泡的发育和成熟，以及卵母细胞的发育和成熟，最终影响生殖功能。
R&D 转化生长因子
转化生长因子（TGF-beta）具有转化作用的生长因子- beta (TGF-beta) 超级家族是一个涉及包括发育、伤口愈合及细胞增殖和存活等诸多生物学过程的细胞外配体的大家族。
由于这些蛋白质可以兼具促进生长和抑制生长的作用，因此人们认为它们既参与肿瘤的发生和转移的过程又参与防止这些病理表现型出现的过程。
优宁维公司代理的R&D systems公司的转化生长因子（TGF-beta）是其权威产品，部分细胞因子和elisa试剂盒产品如下：Recombinant Human TGF-beta 1 # 240-BSource:Chinese Hamster Ovary cell line, CHO-derived, Ala279-Ser390Accession #:P01137N-terminal Sequence Analysis:Ala279Structure:Disulfide-linked homodimerPurity:>97%, by SDS-PAGE with silver staining.Predicted Molecular Mass:12.8 kDa (monomer)SDS-PAGE:12 kDa, reducing conditions 24 kDa, non-reducing conditionsActivity:Measured by its ability to inhibit the IL-4-dependent proliferation of HT-2 mouse T cells. Tsang, M. et al. (1995) Cytokine 7:389.The ED50 for this effect is typically 0.04-0.2 ng/mL.重组人的转化生长因子（TGF-beta1）的蛋白，其活性单位ED50值在0.04-0.2ng/ml.有含载体和不含载体两种形式，包装有1ug，2ug，10ug，1mg及更大包装。
组织纤维化常见各个名词的缩写和简介
1、TGF-β超家族。
2、HSC造血干细胞（Hematopoietic stem cells, HSCs）是血液系统中的成体干细胞，是一个异质性的群体，具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能。
它是研究历史最长且最为深入的一类成体干细胞，对研究各类干细胞，包括肿瘤干细胞，具有重要指导意义。
3、Smads 蛋白Smads家族蛋白在将TGF-β信号从细胞表面受体传导至细胞核的过程中起到关键性作用，且不同的Smad介导不同的TGF-β家族成员的信号转导。
TGF-β作为配体形成的受体复合物，激活Smads进入核内，共同激活或抑制它们调节的靶基因的转录。
Smads蛋白家族：Smads家族蛋白在将TGF-β信号从细胞表面受体传导至细胞核的过程中起到关键性作用，且不同的Smad介导不同的TGF-β家族成员的信号转导。
TGF-β作为配体形成的受体复合物，激活Smads进入核内，共同激活或抑制它们调节的靶基因的转录。
根据结构，Smad蛋白分成R-Smad，Co－Smad和I-Smad 3个亚家族，至少包括，用Smad l－9表示，按功能分为3类：受体活化型或通路限制性Smad(R－Smads)、R－Smads能被I型受体激活并与受体形成短暂复合物，它又分为两类，即由激活素TGF-β激活的AR-Smads，包括smad 2、Smad 3：和由BMP等激活的BR-Smads，包括Smad l、Smad 5、Smad 8和Smad 9。
共同通路型Smad(Co－Smad)、Co－Smad包括Smad4，是TGF-β家族各类信号传导过程中共同需要的介质。
抑制性Smad(I－Smads)。
I－Smads包括Smad 6和Smad 7，可与激活的I型受体结合，抑制或调节TGF-β家族的信号转导。
Smad是某些基因的转录激活因子，例如活性Smad（白细胞抑制因子）启动子近端的Smad-binding element （Smad结合元件，SBE）结合。
tgf-β是什么
tgf-β是什么
tgf-β是转化生长因子-β
转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β)是属于一组新近发现的调节细胞生长和分化的TGF-β超家族。
这一家族除TGF-β外，还有活化素（activins)、抑制素（inhibins)、缪勒氏管抑制质（Mullerian inhibitor substance,MIS)和骨形成蛋白（bone morpho-genetic proteins,BMPs）。
基本介绍
TGF-β的命名是根据这种细胞因子能使正常的成纤维细胞的表型发生转化，即在表皮生长因子（EGF）同时存在的条件下，改变成纤维细胞贴壁生长特性而获得在琼脂中生长的能力，并失去生长中密度依赖的抑制作用。
TGF-β与早先报道的从非洲绿猴肾上皮细胞BSC-1所分泌的生长抑制因子是同一物。
转化生长因子-β信号转导通路与骨关节炎
国际骨科学杂志2021年3月第42卷第2期Int J Orthop.Mar.25・2021・Vol.42No.2・97・・综述・转化生长因子予信号转导通路与骨关节炎张晋宁杨天翔张博文程萌旗陈德胜摘要骨关节炎是一种慢性老年性骨关节病变.临床表现为软骨破坏、软骨下骨硬化、滑膜增生、骨赘形成等。
骨关节炎中晚期患者会出现关节疼痛、僵硬.甚至关节功能降低或丧失。
转化生长因子(TGF)-p对关节软骨生长发育及软骨分化有一定的调控作用，是维持关节软骨及周围组织稳定状态的关键。
TGF-p信号转导通路可影响软骨细胞分化与生长、软骨下骨重塑、滑膜炎症改变。
该文就TGF-p信号转导通路对骨关节炎机制的影响作一综述。
关键词转化生长因于-(3;信号转导通路；骨关节炎；关节软席DOI:10.3969/j.issn.1673-7083.2021.02.008我国已步入人口老龄化阶段，骨关节炎患者逐年增加，但目前对于骨关节炎发病机制研究仍处于探索阶段。
近年研究显示，转化生长因子(TGF)-p 信号转导通路在骨关节炎发生发展过程中发挥重要作用。
TGF-p对软骨早期形成、细胞外基质产生与降解、骨赘形成、滑膜炎症改变有一定的调控作用⑴。
本文就TGF-p在骨关节炎病变中的相关作用进行综述。
1TGF-卩信号转导通路组成和功能TGF-卩超家族是具有30多个成员的因子家族，主要包括TGF-卩、骨形态发生蛋白(BMP)、活化素和抑制素等⑷。
TGF-卩超家族成员转导的信号通路通过影响细胞增殖、分化和迁移来调节组织生长与发育⑷。
TGF-p超家族成员通过异质受体复合物发挥作用，该复合物由细胞表面的1型和II 型受体组成，通过Smad复合物或丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联传递细胞内信号。
TGF-p和BMP在成骨过程中具有不同的功能.包括间充质凝结、骨架形态发生、生长板发育和成骨细胞分化等⑷。
TGF-0和BMP信号转导通路相关人类基因突变可导致遗传发育性骨疾病发生。
tgf-β 因子-概述说明以及解释
tgf-β因子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述TGF-β因子（Transforming Growth Factor-beta）是一类具有重要生物功能的蛋白质因子，它在细胞的生长和发育过程中起着重要的调控作用。
TGF-β因子最早是在20世纪70年代被发现并命名的，它具有广泛的分布和多种生物学功能。
TGF-β因子家族是一个多基因家族，包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3等几种不同的同源物质。
它们在结构上相似，但在组织分布和功能上有所不同。
TGF-β因子可以通过细胞外基质的合成、细胞增殖和分化的调控、免疫细胞的调节等多种方式影响细胞和组织的功能。
TGF-β因子具有双重生物学功能，既可以促进细胞的生长和增殖，又可以抑制细胞的增殖和诱导细胞凋亡。
这种双重功能使得TGF-β因子在细胞生物学研究和临床医学中引起了广泛的关注。
TGF-β因子通过与细胞表面的特定受体结合，激活复杂的信号传导通路，进而调控细胞内的基因表达和蛋白质合成。
它的信号传导机制涉及多个信号分子、细胞因子和细胞内的信号转导分子，其中包括Smad蛋白家族的激活和转位等关键步骤。
最近的研究表明，TGF-β因子在多种疾病中的异常表达和功能失调与疾病的发生和发展密切相关。
它在肿瘤、炎症、纤维化等疾病的发生中发挥重要作用。
因此，对TGF-β因子的深入研究不仅可以揭示其在细胞生物学中的重要功能，还有助于开发与其相关的疾病的治疗方法。
本文将重点介绍TGF-β因子的定义、作用、生物合成和信号传导机制，并探讨它在疾病中的作用和潜在应用。
此外，我们还将对TGF-β因子的进一步研究和发展方向进行讨论，以期为深入理解TGF-β因子的生物学功能和开发相关疾病的治疗方法提供理论依据。
1.2 文章结构文章结构部分的内容大致如下：文章结构部分旨在介绍本文的组织结构和各个章节的内容安排。
通过清晰地阐明文章的整体组织，读者可以更好地理解本文的逻辑结构和阅读顺序。
tgfβ1分子量
tgfβ1分子量TGFβ1分子量TGFβ1，全称为转化生长因子β1（Transforming Growth Factor β1），是一种细胞因子，属于转化生长因子β家族的成员之一。
它在细胞生长、发育、分化和免疫调节中起着重要的作用。
TGFβ1的分子量约为25千道尔顿（kDa）。
TGFβ1的分子量决定了其在生物体内的结构和功能。
分子量较大的TGFβ1由多个氨基酸链组成，这些氨基酸链通过肽键相连形成蛋白质的三维结构。
TGFβ1的氨基酸序列决定了其特定的生物活性和生物功能。
TGFβ1在细胞间质中起着调节和控制细胞增殖、分化和迁移等生物过程的作用。
它在胚胎发育过程中参与细胞的分化和器官的形成。
此外，TGFβ1还参与调节免疫反应，对细胞免疫和体液免疫都具有重要影响。
研究发现，TGFβ1还参与了许多疾病的发生和发展过程。
例如，某些肿瘤细胞能够产生大量的TGFβ1，从而抑制免疫系统的应答，促进肿瘤的生长和转移。
此外，TGFβ1还与纤维化、炎症和自身免疫疾病等疾病的发生有关。
TGFβ1通过与细胞表面上的TGFβ受体结合来发挥生物学功能。
结合后，TGFβ1可以通过多种信号转导通路调节细胞功能。
其中，Smad信号通路是TGFβ1的主要传递途径之一。
TGFβ1与受体结合后，激活Smad蛋白，进而调控基因的转录和表达，从而影响细胞的生理和病理过程。
除了Smad信号通路，TGFβ1还可以通过非Smad信号通路发挥作用。
这些非Smad信号通路包括MAPK信号通路、PI3K信号通路和Wnt信号通路等。
这些信号通路的激活与TGFβ1的生物学效应密切相关。
研究表明，TGFβ1的异常表达与多种疾病的发生和发展有关。
例如，TGFβ1的过度表达与纤维化疾病如肝纤维化和肺纤维化相关。
此外，TGFβ1的异常表达还与炎症性疾病、心血管疾病和神经系统疾病等疾病的发生和发展密切相关。
在药物研发和治疗方面，TGFβ1作为重要的分子靶点引起了广泛的关注。
211115593_BMP-2在骨骼生长发育中的作用及研究进展
BMP-2在骨骼生长发育中的作用及研究进展郑潇飞综述程姣，罗祥友，蒋练审校遵义医科大学附属口腔医院，贵州遵义563000【摘要】骨形态发生蛋白(BMPs)是一类多功能的生长因子，属于转化生长因子-β(TGF -β)超家族，其在心脏、神经、软骨的形成以及成骨等发育过程中都是必不可少的。
而骨形态发生蛋白2(BMP -2)作为第一个被发现的BMP ，近年来已被广泛研究，其在骨骼发育、成年后骨形成与改建过程中发挥着关键性作用。
本文就BMP -2的结构与功能、其激活和调节的信号通路、临床应用和并发症等方面做一综述，旨在为基础研究和临床治疗提供帮助。
【关键词】成骨；发育；骨形态发生蛋白2；转化生长因子-β信号通路；Wnt 信号通路；临床应用【中图分类号】R681【文献标识码】A【文章编号】1003—6350（2023）07—1047—05Role and research progress of bone morphogenetic protein 2in bone growth and development.ZHENG Xiao-fei,CHENG Jiao,LUO Xiang-you,JIANG Lian.The Affiliated Stomatological Hospital of Zunyi Medical University,Zunyi 563000,Guizhou,CHINA【Abstract 】Bone morphogenetic proteins (BMPs)are multi-functional growth factors that belong to the transform-ing growth factor β(TGF -β)superfamily.These proteins are essential to many developmental processes,including cardio-genesis,neurogenesis,chondrogenesis,and osteogenesis.Bone morphogenetic protein -2(BMP -2),as the first BMP discov-ered,has been extensively studied in recent years.It plays a key role in the process of skeletal development,bone formation and remodeling in adulthood.This article reviews the structure and function of BMP -2,its activation and regulation signal-ing pathways,and clinical applications and complications,in order to provide help for clinical treatment and basic research.【Key words 】Osteogenesis;Development;Bone morphogenetic protein -2;TGF -βsignaling pathway;Wnt sig-naling pathway;Clinical application·综述·doi:10.3969/j.issn.1003-6350.2023.07.032基金项目：贵州省科技计划项目(编号：黔科合基础-ZK 【2021】一般432)；贵州省卫生健康委科学技术基金项目(编号：gzwkj2021-344)；贵州遵义市科技计划项目资助(编号：遵市科合社字【2018】246号)。
TGF-β 信号通路详解
TGF-β信号通路概述转化生长因子β信号通路是通过转化生长因子所介导的一系列信号传递的过程。
TGF-β信号通路在细胞和组织的生长、发育、分化中起关键作用，对细胞的增殖、细胞间质产生、分化、调亡，胚胎发育，器官的形成，免疫功能，炎性反应，创伤修复等有重要的调节作用。
1. TGF-β信号通路的过程：首先，TGF-βRⅡ需要自身磷酸化其氨基酸残基中Ser213、Ser409才能被激活，其后与TGF-βRⅡ相互作用并激活TGF-βRⅡ[1]。
在与TGF-β反应之后，TGF-βRⅡ也能发生酪氨酸残基的磷酸化[2]，在不存在Ⅱ型受体的情况下，Ⅱ型受体无法独立与TGF-β结合。
被TGF-β活化的Ⅱ型受体磷酸化Ⅱ型受体的GS功能区（一个高度保守的甘氨酸及丝氨酸残基结构域），该区域在TGF-βRⅡ激酶活化中起着重要作用。
活化的Ⅱ型受体可以磷酸化其下游信号分子-受体活化的Smad2和Smad3。
Smad2和Smad3被SARA(smad-anchor for receptor activation)募集到Ⅱ型受体上。
被磷酸化的Smad2和Smad3接着与Smad4形成三聚体复合物，这一复合物可进入细胞核，在DNA结合辅助因子的帮助下与DNA上被称为Smad结合元件(Smad-binding element)的区域结合后诱导转录，从而调节细胞的增殖、分化、移行、凋亡。
完成转录之后，Smad复合物能够解离，磷酸化的R-Smads被细胞核内的磷酸酶(例如PPM1A /PP2C)脱去磷酸基，使这些R-Smads分子重新回到细胞质中，形成一个“Smad循环”[3]2.TGF-β1/Smads信号通路的影响因子：在生物体中，TGF-β信号通路受多种因素控制，如微环境条件[4] [5]、激素[6]、细胞因子和生长因子[7]、microRNAs(MiRNAs) [8]、长的非编码RNA[9]、磷酸化和去磷酸化激酶[3]，泛素连接酶和去泛素酶[10]以及其他因子。
bmp4蛋白作用
bmp4蛋白作用一、引言BMP4，全称为骨形态发生蛋白4，是一种重要的生长因子，属于TGF-β超家族。
BMP4在许多生理和病理过程中发挥关键作用，包括胚胎发育、组织再生和肿瘤发生等。
本文将详细探讨BMP4的生物学功能、信号转导机制、调节机制以及与人类疾病的关系。
二、BMP4的生物学功能BMP4的主要生物学功能涉及骨骼和牙齿的形成、中枢神经系统的发育以及生殖系统的发育等。
在骨骼发育过程中，BMP4能够诱导间充质干细胞向骨细胞分化，促进骨骼的形成。
此外，BMP4还参与了细胞凋亡、增殖和分化的调控，对维持机体稳态具有重要意义。
三、BMP4的信号转导机制BMP4通过与其受体结合，触发一系列信号转导途径来发挥其生物学效应。
BMP4的信号转导主要依赖于Smad蛋白和MAPK途径。
当BMP4与其受体结合后，Smad1/5/8磷酸化并激活，进而调控靶基因的表达。
此外，BMP4还能激活MAPK途径，参与细胞增殖和分化的调控。
四、BMP4的调节机制BMP4的表达和活性受到多种因素的调节，包括其他生长因子、激素、细胞因子和基因表达调控等。
例如，生长激素可促进BMP4的表达，而糖皮质激素则抑制其表达。
此外，BMP4的活性还可通过内源性拮抗剂和抑制因子进行调节，如Noggin和Gremlin等。
五、BMP4与人类疾病BMP4在许多人类疾病中发挥重要作用，包括骨骼疾病、神经系统疾病和肿瘤等。
在骨骼疾病方面，BMP4与骨质疏松和骨折愈合等密切相关。
在神经系统疾病方面，BMP4参与神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的发病机制。
此外，BMP4还与肿瘤的发生和发展有关，包括肺癌、结直肠癌和乳腺癌等。
在肿瘤中，BMP4的表达水平异常可影响肿瘤细胞的增殖、分化和转移。
通过调节BMP4的表达或活性，有望为相关疾病的治疗提供新的策略。
六、展望与结论尽管我们已经对BMP4的生物学功能、信号转导机制和调节机制等方面有了深入的了解，但仍有许多未知领域有待探索。
TGF-β对毛囊生长发育影响的研究进展
ＴＧＦ－β对毛囊生长发育影响的研究进展转化生长因子-β（TGF-β）属于TGF-β超家族，在毛囊发育过程中，TGF-β1、TGF-β2及其受体在毛囊中的表达具有部位和毛发生长周期的特异性，且有多种信号途径参与TGF-β对毛囊生长发育的调控，TGF-β转基因或基因敲除鼠的研究也证实TGF-β相关信号是毛囊发育所必需的。
表明TGF-β在毛囊发生发育和周期性循环中起到十分重要的作用。
本文就TGF-β在毛囊发育和生长周期中的作用进行综述。
Abstract：Transforming growth factor beta (TGF-β）belongs to the TGF-β superfamily. During the development process of hair follicle, TGF-β1, TGF-β2 and their receptors were locationally and cyclically specifically expressed in hair follicles, and multiple signalling pathways were proved to be involved in regulating the growth and development of hair follicle. Studies of transgene or gene knockout of TGF-β also confirmed that TGF-β related signalling was necessary for hair follicle development. It is indicated that TGF-β may play an important r ole in hair development and cycle. Here, we review the effectiveness of TGF-β in hair development and cycle.Key words: transforming growth factor; hair follicle; growth cycle毛发的生长周期主要分为3个时期，即生长期、退行期和静止期。
拉氏鱥脊椎骨中TGF-β超家族部分基因的温度表达模式研究
淡水渔业,2024,54(2):50-57Freshwater Fisheries㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年3月Mar.2024㊀㊀收稿日期:2023-03-15;修订日期:2023-09-14资助项目::国家自然科学基金青年科学基金(32002390)第一作者简介:孙铭雪(1997-㊀),女,硕士研究生,专业方向为水产生物多样性㊂E-mail:1259582812@.通讯作者:谢㊀鹏㊂E-mail:xp2020@拉氏鱥脊椎骨中TGF-β超家族部分基因的温度表达模式研究孙铭雪,郑㊀晗,甘㊀星,韦奇志,马徐发,谢㊀鹏(华中农业大学水产学院,武汉430070)摘要:为探究拉氏鱥(Phoxinus lagowskii )在不同饲养温度下脊椎骨中与骨发育和生长有关基因的表达差异,设置4个温度组(15㊁20㊁25㊁30ħ),以15ħ为对照,饲养28d 后,统计分析饲养前后各组体长和体质量的变化,并提取脊椎骨的总RNA㊂随后基于比较转录组筛选出的差异表达基因,利用实时荧光定量PCR 技术检测bmp 4㊁bmp 2b ㊁bmp 7a ㊁smad 4㊁smad 7㊁gdf 8和sox 9a 基因的相对表达量㊂结果显示,各组内饲养前后的平均体长和体重均无显著性变化;各组饲养前后的平均体长无组间差异,平均体质量在20ħ和15ħ组间没有显著差异,但25ħ和30ħ组的显著升高,且体质量的增长随着温度的升高而增加㊂bmp 4的相对表达量呈现出明显的先上升后降低的趋势;bmp 2b 在25ħ和30ħ的表达量与对照组相比显著降低;bmp 7a 的表达量随温度的升高有上升趋势,25ħ和30ħ组显著高于对照组和20ħ组㊂smad 4㊁smad 7和sox 9a 的变化趋势相似,从15ħ升到25ħ时表达量增多,水温升高到30ħ时,表达量下降㊂gdf 8在15ħ时被显著抑制,温度升高,表达量明显增多㊂综合本研究结果可初步推测,拉氏鱥在20~25ħ时生长状况较为良好,脊椎骨中骨形态发育和生长相关基因的表达处于相对较优的模式,可能为其更好的生长发育提供基础㊂关键词:拉氏鱥(Phoxinus lagowskii );温度;骨形态发育蛋白;GH -IGF 生长轴;基因表达中图分类号:S965.1㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1000-6907-(2024)02-0050-08㊀㊀拉氏鱥(Phoxinus lagowskii )隶属于鲤形目(Cypriniformes)鲤科(Cypriniformes )雅罗鱼亚科(Cypriniformes)鱥属(Phoxinus ),在中国主要分布于黑龙江㊁辽河㊁黄河及长江中上游的支流[1]㊂该鱼在我国北方属小型经济鱼类,喜栖息于低温清澈且溶氧较高的水体中;其肉质细嫩㊁味道鲜美,营养价值较高㊂近年来我国北方地区加强对拉氏鱥增养殖技术的研究和推广,取得了较好的经济效益㊂有关拉氏鱥的研究多集中于人工繁殖和生态学方面㊂张永泉等[2]采集黑龙江流域野生拉氏鱥进行驯养,筛选优质亲鱼催产,制备受精卵进行人工孵化,完成了拉氏鱥的人工繁殖研究㊂庄雪等[3]利用D -loop 分析辽宁省11个水库中拉氏鱥种群的遗传多样性和适应性变异,结果表明水库隔离的繁殖对种群的发展有一定的影响㊂谢鹏[4]基于比较转录组对我国鱥属鱼类在温度适应方面进行了研究,结果显示拉氏鱥在进化上与适应低纬度水域生活环境的相关基因表现出快速进化或正向选择㊂然而有关温度等环境因子对拉氏鱥生长发育影响的研究却鲜有报道㊂鱼类作为生活在水中的变温动物,温度是影响鱼类生长㊁发育㊁繁殖等活动的重要环境因子之一㊂温度升高能够促进生物体内的代谢活动,但超过一定的范围则会抑制其生长,甚至造成生物体死亡[5]㊂有研究表明,在一定范围内适当升高温度,可以提高多种鱼的生长性能,例如草鱼(Ctenopha-ryngodon idella )[6]㊁驼背鲈(Cromileptes altivel-is )[5]㊁美洲黑石斑(Centropristis striata )等㊂目前,利用基因芯片技术研究发现温度变化可以引起鲤(Cyprinus carpio )[7]㊁斑马鱼(Danio rerio )[8]等大量基因的表达发生改变㊂研究温度对拉氏鱥生长相关基因的影响可以为探索该鱼高温适应提供理论依据,进而可通过遗传选育培育新品种,突破养殖区域限制㊂鱼类的生长主要是由下丘脑-垂体-肝脏生长轴调控的[9],转化生长因子β(Transforming growth第2期孙铭雪等:拉氏鱥脊椎骨中TGF-β超家族部分基因的温度表达模式研究factor-β,TGF-β)超家族是调控GH-IGF生长轴的重要基因家族,TGF-β超家族主要分为骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic proteins,Bmp)和TGF-β两个亚家族㊂Bmp亚家族包括BMPs㊁部分GDFs 等[10],在动物的骨骼生长和器官发育过程中具有着重要作用,通过对骨髓间充质干细胞和小鼠卵巢切除模型的研究中发现,当bmp4传导活化被抑制后,小鼠会出现明显的骨质疏松现象,说明bmp4可以促进骨组织再生[11]㊂gdf8是肌肉生长负调控因子,MCPHERRON等[12]研究发现gdf8缺失的小鼠会出现肌纤维增长和肌肉肥大的现象㊂Smad 是TGF-β家族重要的信号转导蛋白,smad4和smad7是TGF-β1/Smad信号传导通路中的关键信号分子[13]㊂Sox基因家族在脊椎动物早期发育过程中起着重要作用[14],生长分化因子5诱导兔骨髓间充质干细胞后检测到sox9显著表达,表明sox9与软骨发育密切相关[15]㊂脊椎骨作为多数硬骨鱼类支撑体轴最重要的组织,其形态发育和生长直接关系到鱼类躯体的生长㊂同时,在鱼类个体生物学研究中,脊椎骨又是良好的年龄鉴定材料,可用于鱼类生长特性的分析㊂本实验基于团队拉氏鱥比较转录组的分析结果(暂未发表),筛选出与骨形态发育和生长相关的差异表达基因bmp2b㊁bmp4㊁bmp7a㊁smad4㊁smad7㊁sox9a和gdf8,拟探究不同温度饲养条件下,拉氏鱥脊椎骨中这些基因的表达差异,旨在为拉氏鱥等非模式鱼类响应温度变化的生长机制研究提供数据支撑,以及为其温度驯化提供理论参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀实验动物㊀㊀实验所用拉氏鱥采集于长江水系(宜昌市,兴山县),体长(6.1ʃ0.6)cm,体质量(2.6ʃ0.7)g㊂样本采集后置于实验室水族箱恒温循环流水养殖系统驯养14d使其适应室内环境㊂养殖水温保持在(23.0ʃ0.5)ħ,水体溶解氧5.0mg/L以上,pH 7.0~7.2㊂采用红虫投喂㊂1.2㊀实验方法1.2.1㊀温度实验随机挑选大小相近㊁健康无病的拉氏鱥120尾作为实验用鱼㊂实验设计15㊁20㊁25㊁30ħ,每组设置三个平行组,每个平行组10尾鱼,实验在室内12个规格为60L的聚乙烯塑料桶中进行㊂水温通过空调与电子加热棒调控,室内环境保持阴暗,每天换水20L(备用曝气水与各组水温保持一致),投喂红虫,投饲率为5%,投喂15min后进行吸底㊂养殖28d后从各平行组选规格相近的3尾拉氏鱥取脊椎骨样品进行混样,液氮速冻后保存于-80ħ冰箱中用于分子生物学实验㊂1.2.2㊀总RNA提取将冻存的脊椎骨样品取出后按照Trizol法抽提总RNA,采用紫外分光光度计NanoDrop2000 (Thermo Scientific,Waltham,MA,USA)测定所提总RNA的浓度及纯度,1.0%琼脂糖凝胶电泳检测RNA质量㊂1.2.3㊀引物设计使用Premier5.0软件设计实时荧光定量PCR (qRT-PCR)引物(表1),各引物由北京擎科新业生物技术有限公司武汉分公司合成,实验室稀释至10μmol/L保存备用㊂1.2.4㊀反转录及荧光定量PCR参照TAKARA公司反转录试剂盒操作步骤对表1㊀荧光定量PCR引物Tab.1㊀Primers for real-time fluorescent quantitative PCR基因名称正向引物反向引物bmp2b GAGCACTATGGGAAAGCA AACGGAGGTAAGATTGAAGA bmp7a TATGAATGCCACAAACCA ACAGGCTCTGACGACCA bmp4TACCTGAGGAAGGGAAGA GCTCGGGATAGTGGAAG sox9a CTTTCTTGTGCTGGACT ACACTCGGCAAACTCT smad4TACGGTGGTTGAGGGAT CGAGATTAGGAAAGAGGG smad7CGCAGTTGGAGTTGAGT CAGAGGCAGCAGGTGAA gdf8CCTCGGAAGAAGGTGAA GCGTCCTGCTGAAAGAT β-actin CGAGCAGGAGATGGGAACC CAACGGAAACGATAATTGC总RNA进行反转录,-20ħ保存备用㊂按照一步快速反转录试剂盒进行反转录反应,反转录体系20μL:总RNA6μL,4ˑAccuRT Reaction Mix2μL,室温放置5min,AccuRT Reaction Stopper2μL,5ˑAll-In-One15淡㊀水㊀渔㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年RT Master Mix4μL,Nuclease-free water6μL㊂轻轻混匀,25ħ静置10min,42ħ孵育15min,85ħ灭活5min,反应结束后-20ħ保存㊂采用QuantStudioTM6Flex荧光定量PCR系统(Applied Biosystems,ABI,USA),cDNA使用设计的引物进行qRT-PCR扩增,反应体系为20μL:10μL SYB Green Master Mix,0.4μL Rox referene Dye II,0.8μL Primer-F/R,6μL ddH2O,2μL cD-NA㊂扩增程序为:①95ħ预变性10min;②扩增反应:95ħ15s,60ħ30s,72ħ40s,40轮循环;③熔解反应:95ħ15s,58ħ30s,95ħ15 s㊂每个样品三个重复㊂1.3㊀统计分析荧光定量反应结束后,根据仪器导出的扩增曲线的Ct值,选择β-actin为内参,采用2-әәCt法计算各个基因的相对表达量㊂数据以平均值ʃ标准误表示,用SPSS26.0软件作单因素方差分析(One-Way ANOVA),GraphPad9.0.0软件作图㊂2㊀结果与分析2.1㊀不同温度组拉氏鱥生长的变化实验结果表明,拉氏鱥的平均体长在4个温度下没有发生显著性变化,各组间体长增长范围为1.25~1.83mm,增长的平均值为1.63mm㊂体质量在25ħ和30ħ组中显著高于15ħ和20ħ组, 15ħ组和20ħ组的平均体质量分别减少了0.12g 和0.09g,而25ħ组和30ħ组分别增重了0.32g 和0.44g㊂表2㊀不同温度饲养28d后各组体长和体质量的变化Tab.2㊀Effects of different temperatures on growth of gowskii温度/ħ0d平均体长/mm28d平均体长/mm体长增长/mm0d平均体质量/g28d平均体质量/g体质量增长/g 1559.75ʃ4.4161.00ʃ5.97 1.25 2.45ʃ0.52 2.33ʃ0.60a-0.12 2059.08ʃ3.8460.92ʃ6.60 1.83 2.43ʃ0.61 2.34ʃ0.67a-0.09 2560.17ʃ5.8961.50ʃ4.72 1.33 2.58ʃ0.63 2.90ʃ0.57b0.32 3059.25ʃ6.0461.00ʃ8.15 1.75 2.49ʃ0.78 2.93ʃ0.72b0.44注:角注示组间差异,未标注或字母相同则为无差异㊂2.2㊀总RNA检测经紫外分光光度计检测,所有总RNA样品的A260nm/280nm均在1.8~2.0之间㊂随机挑选4份样品进行1.0%的琼脂糖凝胶电泳,可见有明显的3条带,28S和18S条带清晰,5S条带较弱,表明提取的总RNA质量均较好(图1)㊂M123428 S rRNA18 S rRNA5 S rRNA图1㊀拉氏鱥脊椎骨总RNA电泳图Fig.1㊀Total RNA electrophoresis of gowskii2.3㊀各引物qPCR熔解曲线各对引物的熔解曲线如图2所示,曲线均显示出单一的熔解峰,无引物二聚体及非特异性引物,说明引物特异性良好,符合qPCR要求㊂2.4㊀拉氏鱥脊椎骨中相关基因相对表达量的变化不同温度条件下拉氏鱥bmp4㊁bmp2b㊁bmp7a 基因在脊椎骨中的相对表达量如图3所示㊂以15ħ养殖组作为对照组,bmp4基因相对表达量在15ħ和20ħ组中没有显著差异,温度上升到25ħ时的表达量显著升高,温度升高至30ħ,表达量显著降低;bmp2b在25ħ和30ħ组显著低于15ħ和20ħ组的表达量;bmp7a基因的表达量在15ħ和20ħ组无明显差异,而25ħ和30ħ的表达量显著高于15ħ和20ħ组㊂作为介导TGF-β家族成员信号转导的关键性蛋白家族,本研究中拉氏鱥smad4和smad7基因在不同温度下的相对表达量变化较为明显(图4)㊂两基因的相对表达量均在25ħ组显著高于其余3个温度组,且为显著的先上升后下降的趋势㊂如图5所示,gdf8基因的相对表达量随着温度升高呈出明显的上升趋势,在30ħ组的表达量达到峰值且显著高于其他三个温度组㊂sox9a 的表达量在15ħ和20ħ组间无明显差异,温度升至25ħ,表达量显著升高,当温度达到30ħ时,表达量明显下降㊂25第2期孙铭雪等:拉氏鱥脊椎骨中TGF-β超家族部分基因的温度表达模式研究图2㊀bmp 4㊁bmp 2b ㊁bmp 7a ㊁smad 4㊁smad 7㊁gdf 8㊁sox 9a 和内参基因β-actin 的熔解曲线Fig.2㊀Melting curves of bmp 4㊁bmp 2b ㊁bmp 7a ㊁smad 4㊁smad 7㊁gdf 8㊁sox 9a ,and β-actin图3㊀拉氏鱥脊椎骨Bmps mRNA 在不同温度下的相对表达量Fig.3㊀Relative expression of Bmps mRNA in the vertebrae ofgowskii at differenttemperatures图4㊀拉氏鱥脊椎骨Smads mRNA 在不同温度下的相对表达量Fig.4㊀Relative expression of Smads mRNA in the vertebrae ofgowskii at different temperatures35淡㊀水㊀渔㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年图5㊀拉氏鱥脊椎骨gdf8和sox9a mRNA在不同温度下的相对表达量Fig.5㊀Relative expression of gdf8and sox9a mRNA in the vertebrae of gowskii at different temperatures 3㊀讨论鱼类的生长发育过程与温度㊁光照㊁溶氧等环境因子有着密切的关系,其中温度是最重要的影响因子[16]㊂适宜的温度是鱼类保持正常生长速度㊁维持正常生理状态的必要条件,也是获得最大经济效益的保障㊂温度过高或过低都会影响鱼类的生长状态[17]㊂本实验中,拉氏鱥在15㊁20㊁25ħ和30ħ四个温度组饲养前后的体长没有显著变化且无组间差异;而体质量在15ħ和20ħ组中无显著差异,25ħ组和30ħ组的体质量显著高于前两组,但后两组间的体质量无显著差异㊂脊椎骨中bmp4㊁bmp7a㊁smad4㊁smad7和sox9a基因的相对表达量在25ħ时达到最大值,平均体质量也显著升高,说明拉氏鱥生长的适宜温度应该在25ħ左右;各基因表达量在30ħ时大部分显著降低,且体质量相对于25ħ未显著增加,推测30ħ可能已接近拉氏鱥适宜生长温度的上限,其摄食和生长相关的代谢活动开始减弱㊂转化生长因子β(TGF-β)是一类庞大的调控动物肌肉生长发育的超家族,该家族中的多个基因已被证实与肌肉发育有直接或间接的关系[18]㊂其成员骨形态发生蛋白(Bmps)是一种多功能细胞因子,促进骨细胞增殖分化,诱导软骨和骨形成[19],在脊椎动物的生长中起重要作用㊂在本研究中,3种骨形态发生蛋白基因的表达量与体重的组间差异大致相同㊂bmp4由成骨细胞分泌,通过刺激成骨细胞分化和软骨细胞分化诱导骨和软骨形成[20]㊂本实验中,温度从20ħ升至25ħ,拉氏鱥的bmp4基因的表达量显著升高㊂韩明洋等[21]探究了卵形鲳鰺仔鱼头部和脊柱软骨组织中与骨骼发育相关基因在不同温度下的表达差异,结果表明,温度升高, bmp4的表达增强㊂YTTEBORG等[22]对大西洋鲑的研究结果同样表明bmp4的表达会随着水温的升高而增强㊂本实验研究结果与其大致相似,但过高的温度会抑制拉氏鱥bmp4的表达㊂bmp2被认为是活性最强且是唯一能单独诱导成骨的因子,bmp2b作为bmp2基因的亚型,在有机体内行使着与bmp2基因同样的分子功能㊂bmp2b基因的表达量在温度升高至25ħ时显著降低㊂NISHIMURA等[23]的研究结果表明,smad6的过表达可抑制bmp2的成骨作用㊂smad6和smad7都属于抑制型蛋白,推测本实验的smad7基因在温度较高的养殖组中的相对高表达可能同样抑制了bmp2的成骨作用,因而bmp2b基因的表达量下降㊂在一些硬骨鱼中,例如斑马鱼[24],bmp7分化为bmp7a和bmp7b两个亚型,bmp7a参与早期背腹轴分化,在胚胎背腹轴发育过程中发挥重要作用[25]㊂SETOGUCHI等[26]发现脊椎损伤后bmp7基因的mRNA表达显著上调,推测bmp7在脊椎损伤早期发挥保护作用㊂本研究中,bmp7a基因表达量随着温度升高呈上升趋势,且在温度从20ħ升到25ħ时,表达量显著升高㊂这可能预示着在20~25ħ这个区间内,温度上升,对拉氏鱥的发育有一定的促进作用,从而为躯体生长的提速打下基础㊂Smads是TGF-β超家族的信号传导至细胞核的重要基因家族[27],smad4在TGF-β信号转导的过程中起关键作用[28]㊂本研究中,smad4基因在不同温度下的变化趋势与bmp4的大致相同㊂随着温度从15ħ上升到25ħ,bmp4的成骨作用增强, smad4的信号转导作用增强;温度达到30ħ时, smad6竞争结合smad4,负反馈作用增强,smad4的表达量显著下降㊂smad7被称为 软骨抑制因子 ,可破坏软骨发育进程以及损坏软骨细胞[29]㊂smad7作为bmp2下游的重要软骨抑制因子,在bmp2诱导下表达明显升高㊂gdf8在生物体内对于维持成肌细胞的增殖和分化的稳态有着十分重要的作用,通过负向调节肌肉生长参与机体的生长发育过程[30]㊂本研究中该基因在20ħ和25ħ组间无显著差异,且显著低于30ħ组㊂这可能暗示着在20~25ħ的温度范围内,拉氏鱥脊椎骨中包含gdf8在内的多个基因参与的调控下,成肌细胞的增殖和分化处于良好稳态,有利于生长发育,该结果与叶恒振[31]研究布氏鲳鲹肌肉中gdf8表达量的结果相似㊂sox9a在软骨和骨45第2期孙铭雪等:拉氏鱥脊椎骨中TGF-β超家族部分基因的温度表达模式研究骼的形态发生和分化中发挥作用[32]㊂韩明洋等[33]的研究结果为26ħ下sox9a的表达量显著高于29ħ和32ħ㊂本实验中sox9a在25ħ组的表达量显著高于其它三组,与其结果高度吻合㊂这说明25ħ的饲养水温对拉氏鱥脊椎骨中sox9a基因的表达有促进作用,从而调节其软骨细胞分化,促进拉氏鱥的生长㊂4㊀小结本研究结果表明,不同饲养温度对拉氏鱥脊椎骨中bmp4㊁bmp2b㊁bmp7a㊁smad4和smad7㊁gdf8和sox9a基因的mRNA相对表达量有显著影响㊂通过单因素方差分析,拉氏鱥脊椎骨中与生长相关的7个基因的相对表达量结果显示,拉氏鱥在20~ 25ħ之间脊椎骨中骨形态发生蛋白和GH-IGF生长轴的基因相对表达量较高,而且温度20ħ跃升至25ħ时体质量显著增加,推测在这个温度范围内拉氏鱥骨骼发育和生长相关的代谢通路和生物学过程更为活跃㊂本研究更多的还是侧重于这些基因所具有的分子功能,而对其对应的细胞组分以及所参与的生物学过程未能进行深入的探讨㊂在未来研究中,可围绕bmp4㊁bmp7a和smad4等基因,进一步挖掘其参与的代谢通路,以及介入的蛋白互作网络,力争更加系统地解析这些基因参与拉氏鱥等小型鱼类生长发育,特别是骨骼发育的调控机制㊂参考文献:[1]陈宜瑜.中国动物志,硬骨鱼纲,鲤形目(中)[M].北京:科学出版社,1998:76-89.[2]张永泉,徐㊀伟,席庆凯,等.洛氏鱥的人工繁殖[J].安徽大学学报(自然科学版),2015,39(4):91-96.[3]ZHUANG X,ZHANG Y Y,LIN M S,et al.Effects of 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Therefore,it is crucial to investigate the relative molecular mechanisms of gowskii under different temperature conditions.In this study,we explored the impact of temperature on the expression of genes associated with bone morphogenesis and growth of gowskii.The individuals were reared in four separate groups at temperatures of 15,20,25,and30ħfor four weeks.The results indicated no statistically significant differences in standard length among all groups.Additionally,there was no significant difference in body weight between the15ħand 20ħgroups.However,the body weights of the25ħand30ħgroups were significantly higher compared to the former two groups.The total RNA from vertebrae was extracted and reverse transcribed for qPCR analysis to determine the relative expression levels of bmp4,bmp2b,bmp7a,smad4,smad7,gdf8and sox9a genes.The relative expression of bmp4exhibited a significant increase from20ħto25ħ,followed by a considerable de-crease from30ħ,while remaining significantly higher than that of the control group(15ħ).The expressions of bmp2b at25ħand30ħwere significantly lower than that of the control group.Whereas,the expressions of bmp7a were the highest at25ħand30ħ.The expression levels of smad4,smad7and sox9a exhibited upward trends as the temperature increased from15ħto25ħ.However,they showed declines when the temperature further rose to30ħ.The inhibition of gdf8was pronounced at15ħ,while its expression exhibited a signifi-cant positive correlation with increasing temperature.These results suggested that the expressions of bone mor-phogenesis and growth-related genes in the vertebrae of gowskii were relatively enhanced within the temper-ature range of20ħto25ħ,potentially contributing to improved growth and development.In summary,this study provided insights into gene expression associated with bone growth and development in vertebrates,lay-ing a theoretical foundation for the research on the molecular regulatory mechanism of gowskii under varying temperature conditions.Additionally,it offered a valuable reference for the domestication and genetic breeding of cold-water fish like gowskii.Key words:Phoxinus lagowskii;tempreture;Bmps;GH-IGF axis;gene expression。
gdf11蛋白结构
gdf11蛋白结构GDF11蛋白结构：理解其基本特征和功能机制GDF11（Growth Differentiation Factor 11）是一种重要的信号蛋白，在生物体发育和组织修复中发挥着重要作用。
本文将重点讨论GDF11蛋白的基本结构特征以及其在细胞信号传导途径中的功能机制。
GDF11蛋白是一种转化生长因子-β（TGF-β）超家族的成员。
它由109个氨基酸残基组成，具有分子量约为12千道尔顿。
GDF11蛋白通过细胞外信号途径影响细胞增殖、分化和发育。
它可结合到细胞表面的受体，并触发一系列的信号级联反应。
GDF11蛋白具有特定的二级和三级结构。
它通过多肽链的折叠和连接形成功能性结构域。
在其结构中，GDF11蛋白包含一个信号肽、一个前蛋白构造域和一个成熟凝集域。
这些结构域的相互作用赋予了GDF11蛋白其特定的功能。
GDF11蛋白在细胞信号传导途径中调控多种生物学过程。
研究表明，GDF11蛋白在胚胎发育中起到重要的调控作用，影响器官形成和组织分化。
此外，GDF11蛋白还参与成年生命阶段的细胞增殖和组织修复，对于肌肉、神经系统和骨骼的正常功能维持起到重要作用。
需要注意的是，过去关于GDF11的研究存在一些争议。
有研究声称GDF11在老龄化过程中发挥抗衰老的作用，但近期的研究并未得出相同的结论。
因此，更多的研究仍需进行，以进一步理解GDF11在机体健康和疾病中的确切作用。
GDF11作为一种TGF-β超家族的信号蛋白，具有特定的二级和三级结构，并在细胞信号传导途径中发挥重要作用。
进一步研究GDF11蛋白的结构和功能，有助于我们更好地理解其生物学作用，为相关疾病的治疗和组织修复提供新的思路。
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的过程 中， ＢＭＰ信 号促进 软骨细胞 的成熟，促进成 骨，而 Ｔ ．信号抑 制软骨细胞 的肥 大分 化，维持 生长板 中适 ＧＦＢ
量 的软 骨细胞； Ｇ —信 号和 Ｂ Ｔ ＦＤ ＭＰ信 号对于 关节软骨的维持和修 复都是 不可或缺 的。 因此， ＧＦ Ｄ Ｔ ．超家族 的重要作
用 贯穿骨骼发育过程 的始终 。 关键词 ：转 化生 长 因子 Ｄ ；骨形 态发 生蛋 白；软 骨；软 骨 内成 骨；骨骼发 育
ｗ ｅｅｓＴ — ｉｎｌ ｇ ｉ ｉｉ ｅｈｐ ｒｏ ｈｃｄｆ ｒｎｉｉｎ ｔ ｐｅｅｖ ｄｑ ａｅｃ ｏ ｄｏ ｙ ｓｗ ｔｉ ｔｅｇｏ ｔ ｈ ｒａ ＧＦＤ ｓ ａｉ ｎ ｂｔ ｔ ｙ ｅｔ ｐ ｉ ｉｅｅｔ ｔ ｏ ｒｓｒｅａ ｅｕ ｔ ｈ ｎ ｒｃｔ ｉ ｎ ｈ ｒｗ ｇ ｎ ｈ ｓｈ ｒ ａｏ ｅ ｈ ｈ ｐａ ． ｏｈＴ － ｉｎ ｌ ｇａｄ Ｂ ｉｎｌ ｇａｅｉｄｓｅ ｓｂｅｆｒ ｈ ｉｔｎｎ ｅａｄｒｐ ｒｏ ｒｃｌ ａｔａ ｅ ｌｅ Ｂ ｔ ＧＦ１ｓ ａ ｎ ＭＰ ｓ ａｎ ｒ ｎ ｉ ｎａｌ ｏ ｅｍａ ｅａ ｃ ｅａ ｆａｔｕａ ｃｒｌ ． ｔ ３ ｇ ｉ ｎ ｇ ｉ ｐ ｔ ｎ ｎ ｉ ｉ ｒ ｉｇ
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ＤｏＩ ０３ ２ ／ ＰＪ １ ０ ．０ ８０ ９ ３ ：１ ．７ ４ Ｓ ．．０ ５２ ０ ．０ ５
Ｔ Ｆｐ Ｇ ．超家族在软骨发生 、发育源自维持中的作用 杨冠，杨晓
军事 医 学 科学 院生 物 工 程研 究 所 发 育 和疾 病 遗 传 学研 究 室 ，北 京 １０ ７ ００ １
摘 要 ：转 化 生长 因 子 ［Ｔａ ｓ ｒ ｉｇ ｇｏ ｈ ｆｃｏ ，Ｔ — ） 家 族 包 括 Ｔ Ｆ ｐ 骨形 态 发 生 蛋 白（ ｏ ｅ ￣ ｒｎｆ ｍ ｎ ｒｗｔ ａｔｒ Ｂ ＧＦ ｐ 超 （ ｏ Ｇ —和 Ｂ ｎ ｍｏｐ ｏ ｅ ｅ ｃ ｐｏｅｎ ＭＰ 两个亚 家族 。Ｔ ．超 家族信 号通 路 的配体 、配体 拮抗分 子 、受体 、信 号转 导分 ｒｈ ｇ ｎ ｔ ｒｔｉ，Ｂ ） ｉ ＧＦＤ 子均在 软骨 内成 骨过程 中发 挥各 自独特 的作用 ，参与调 控软 骨细胞 的谱系分 化、 殖 、 增 成熟 、 凋亡和 矿化 。 ＭＰ Ｂ 信 号 能起 始问充质 细胞 向软 骨细胞分化 并维持 软 骨细胞 的特性，在 软 骨发 生过程 中起 主导作用 ；在 生长板发 育
Ｔ Ｆ Ｄｓｐｒ ｉ ｉｎ ｌ ｇｐ ｔｗａ ｌ ｅｒ ｎｑ ｅｒｌ ｕｉｇｅ ｄ ｃｏ ｄａ ｏｓ ｉ ｔ ｎｖ ｇ ｌｔ ｇｔｅｌ ｅｇ Ｇ — ｕ ｅｆ ｌ ｓ ａｎ ａ ｍ ａ ｙ ｇ ｉ ｈ ｙｐａ ｔ ｉ ｕ ｉｕ ｅ ｄ ｒ ｎ ｏｈ ｎｒｌ ｓ ｆ ａｉ ｉ ｒ ｕａｎ ｎ ａｅ ｙｈ ｏｓ ｎ ｉｃ ｏ ａ ｅ ｉ ｈ ｉ
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综 述