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第43卷第6期        沈思远，梁     锋，张云鹏，等. 骨形态发生蛋白9在成骨分化中的作用与信号通路研究进展［J］.
                  2023年6月                    南京医科大学学报（自然科学版），2023，43（6）：871-875，892                     ·873 ·


                                                                                          ［13］
                BMP⁃9⁃SMAD信号通路中，过表达的SMAD⁃6/7可以                    OCN）的表达，增加矿化作用 。有研究表明，BMP⁃9
                抑制 BMP⁃9 对干细胞成骨分化的影响。当 BMP⁃9                      可以通过 Wnt/β⁃catenin 信号通路来介导牙胚来源
                刺激时，过表达的SMAD⁃6/7从细胞核进入细胞质。                        的 间 充 质 干 细 胞（tooth germ mesenchymal cell，
                SMAD⁃6/7竞争性结合Ⅰ型受体，抑制SMAD⁃1/5/8的                   TGMC）成骨分化，当敲低β⁃catenin 时，BMP⁃9 组的
                磷酸化过程，同时抑制 SMAD⁃1/5/8 和 SMAD⁃4 复合                 碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）活性和 OCN
                                                                              ［14］
                物的形成和活性。SMAD⁃6/7 还可以调控泛素连接                        表达水平下降 。
                酶 Smurf 1 的表达水平，使其与Ⅰ型受体结合，促进                      1.4  BMP⁃9与Notch信号通路
                SMAD⁃1/5/8泛素化，从而抑制BMP⁃9⁃SMAD信号的                       Notch 信号被认为是骨形成的重要调节分子，
                转导 。                                              涉及胚胎发育、细胞增殖分化和细胞稳态等多个生
                    ［9］
                1.2  BMP⁃9⁃丝裂原活化蛋白激酶（BMP⁃9⁃mitogen⁃               物学过程。Notch 信号通路主要由 5 种配体（JAG1、
                activated protein kinase，BMP⁃9⁃MAPK）信号通路          JAG2、DLL1、DLL3 和 DLL5）和 4 种受体（Notch1~4）
                    BMP⁃9⁃MAPK信号通路是BMP⁃9信号通路的重                    构成  ［15］ 。在骨相关病症中，Notch 受体或配体通常
                要组成部分之一，MAPK 成员包括细胞外信号相关                          发生表达异常；以往研究也表明，在成骨、成软骨和

                激酶1/2（extracellular regulated protein kinases，ERK1/  破骨分化过程中 Notch 信号广泛表达           ［15］ 。Notch 信
                2）和ERK5、c⁃Jun 氨基（N）末端激酶1/2（JNK1）以及                号由Notch受体结合的配体激活，随后Notch被金属
                p38 亚型（p38α、p38β、p38γ和 p38δ）。当 BMP⁃9 与            蛋白酶肿瘤坏死因子转化酶（TNF⁃α converting en⁃
                BMPR 相结合后，BMPRⅡ受体会激活转 化 生 长 因                     zyme，TACE）裂解，然后被早老素 1（presenilin 1）和
                子 β 激活激酶 ⁃1（transforming growth factor⁃β⁃acti⁃    早老素 2（presenilin 2）的γ⁃分泌酶复合物进一步裂
                vated kinase⁃1，TAK⁃1）/转化生长因子激活激酶1 结               解，成为 Notch 细胞内结构域（intracellular domain，
                合 蛋 白（transforming growth factor ⁃ activated kinase  NICD）。NICD 易位进入细胞核并与 DNA 结合蛋白
                binding protein，TAB⁃1）复合物，从而激活丝裂原活                CSL（CBF1/Suppressor of hairless/LAG⁃1）相互作用并
                                                                                                           ［16］
                化蛋白激酶激酶⁃3/6（mitogen⁃activated proteinkinase       调节下游基因，从而介导细胞内的信号转导过程 。
                kinase⁃3/6，MKK⁃3/6），进而激活下游的p38或ERK⁃
                                                                  2  BMP⁃9的成骨分化能力
                1/2 并使其磷酸化，最终启动下游信号转导                 ［10］ 。p38
                选 择 性 抑 制 剂 可 以 明 显 抑 制 BMP ⁃ 9 介 导 的                 BMP⁃9具有促进成骨细胞分化及诱导体内外成
                C3H10T1/2 细 胞 成 骨 分 化 过 程 。 BMP ⁃ 9 介 导 的         骨的作用。Fujioka⁃Kobayashi等     ［17］ 使用抗鼠核因子⁃
                C3H10T1/2 细胞成骨分化过程中，磷酸化的 p38 表                    κB 配体受体激活剂（monoclonal anti⁃murine receptor
                达上调。使用SB203580（p38抑制剂）后，C3H10T1/2                 activator of nuclear factor kappa B ligand，RANKL）的单
                细胞的成骨分化能力下调，提示 p38 在 BMP⁃9 介导                     克隆抗体（monoclonal antibody，mAb）在小鼠体内建
                                                 ［11］
                的成骨分化过程中可能发挥重要作用 。                                立抗体介导的抗再吸收（antibody⁃mediated antire⁃
                1.3  BMP⁃9⁃Wnt/β⁃catenin信号通路                      sorptive therapy，AMART）模型。在第3天和第14天
                    Wnt/β⁃catenin 信号通路具有调节骨组织代谢、                  时，与对照组比较，rhBMP⁃9 治疗组的成骨标志物
                介导成骨分化及促进软骨发育的作用                 ［12］ 。Wnt配体      RUNX2、ALP、OSX（osterix）和 OCN 的 mRNA 表达水
                首先与Frizzled 和LRP⁃5/6受体相结合，随后磷酸化                   平显著升高。随后，将 rhBMP⁃9 与胶原蛋白膜填充

                Dvl 蛋白，进而募集糖原合成酶激酶 3β（glycogen                    至小鼠颅骨缺损处，辅以 mAb 治疗。28 d 时，显微
                synthase kinase 3β，GSK3β）、Axin、APC、CK1，从而         CT 和组织学分析显示，相比对照组，rhBMP⁃9+mAb
                形成GSK3β/Dvl/Axin/APC/CK1复合物，未被抑制的                 组新骨形成更多。Lu 等          ［18］ 发现 BMP⁃9 可以诱导小
                β⁃catenin 进入细胞核内结合到 TCF/LEF 转录因子                  鼠胚胎骨髓间充质干细胞（C3H10T1/2细胞）成骨分
                上，启动下游成骨分化相关基因的转录                 ［7，12］ 。BMP⁃9   化，且与沉默交配型信息调节器 2 同源物⁃1（silent
                可以介导β⁃catenin 表达和调控其磷酸化过程，进而                      mating type information regulator 2 homolog⁃1，SIRT1）
                增强磷酸化的GSK3β水平，从而促进高磷酸盐状态                          的激活剂 SRT2104 联合应用，BMP⁃9 的成骨能力明
                下血管平滑肌细胞中成骨标志物 Runt 相关转录因                         显增强。之后用BMP⁃9与GFP分别处理C3H10T1/2
                子 2（Runt⁃related transcription factor 2，RUNX2）、骨  细胞，发现与对照组相比，BMP⁃9 组的成骨标志物
                桥蛋白（osteopontin，OPN）、骨钙蛋白（osteocalcin，            OCN、α1⁃Ⅰ型胶原蛋白（collagen type Ⅰ alpha 1，
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