Bmp2和碱性磷酸酶对成骨细胞成骨能力的研究进展
摘要：骨形态发生蛋白2（Bmp2）是具有促进软骨内骨生成和诱导成骨细胞分化作用的重要的细胞外信号分子，具有强大的促成骨活性，常被用于骨损伤修复的研究，治疗骨折、骨缺损修复及促进椎间融合的治疗。
碱性磷酸酶（ALP）是成骨细胞分泌的酶蛋白，是成骨细胞成熟的特异性标志，是评价成骨细胞分泌功能的最常用指标之一，其活性变化在一定程度上反映了骨代谢情况。
本文对Bmp2和碱性磷酸酶对成骨细胞成骨能力的最新研究进行综述，以期为骨骼疾病的治疗和预防提供可靠的理论依据。
毕业论文网 关键词：Bmp2；碱性磷酸酶；成骨细胞；成骨能力；研究进展 【中图分类号】R329.26【文献标识码】A【文章编号】1672—3783（2013）12—0546—01 骨形态发生蛋白2（Bmp2）作为重要的细胞外信号分子之一，在骨形成和成骨细胞分化过程中起到重要的作用。
骨量的增加或减少是骨组织生长、发育、代谢、衰老的重要表现，在组织学上该过程通过骨形成与骨重建的方式进行，以骨细胞的增值、分化、转型、凋亡为表现[1]。
Bmp2因具有强大的促成骨活性可以促进骨生成和诱导成骨细胞分化，因此可以用于骨损伤修复治疗。
碱性磷酸酶（ALP）是成骨细胞分泌的酶蛋白，是成骨细胞成熟的特异性标志，是评价成骨细胞分泌功能的最常用指标之一，其活性变化在一定程度上反映了骨代谢情况[2]。
碱性磷酸酶广泛存在于人体各组织器官中，尤其是在肝、肾、小肠、骨和胎盘中含量最多。
人血清中碱性磷酸酶主要是肝源性及骨源性碱性磷酸酶（各占50%左右），分别来自于肝脏和成骨细胞合成。
本研究对Bmp2和碱性磷酸酶对成骨细胞成骨能力的最新研究进行总结综述，以期指导骨骼疾病的治疗和预防。
1Bmp2对成骨细胞成骨能力的影响 1.1Bmp2的成骨机制：Bmp2是由396个氨基酸组成的分子量主要为30kD的蛋白，基因位于20p12，参与骨骼系统发育、附件骨的形成、背腹侧组织构建以及心、脑、肾的发育。
Bmp2在体内主要分布于骨膜、骨胶原纤维、骨髓基质中，但含量较低。
Bmp2通过I型和II型Bmp受体的介导，发挥诱导骨形成的作用，其中，II型受体在骨细胞的定向分化和骨形成方面发挥重要作用。
Bmp2 通过与细胞膜上的Ⅱ型受体结合达到活化受体的目的，之后与I型受体结合形成二聚体，然后将信息导入到细胞内，被激活的Ⅰ型受体迅速磷酸化Smad—1、Smad—5以及Smad—8羧基端的丝氨酸残基，激活后的Smads转入到细胞核内，作用于下游的靶基因，使得特定靶基因的进行转录，从而产生生物效应[3]。
1.2Bmp2的成骨能力研究：Bmp2主要通过刺激前成骨细胞及MSC向成骨细胞增殖分化，从而促进骨形成。
Liu等[4]研究发现，Bmp2通过促进前成骨细胞早期碱性磷酸酶基因的表达，并增加碱性磷酸酶活性，进而诱导MSC向成骨细胞分化。
Zhang等[5]研究发现，Bmp2通过调控Wnt信号转导通路配体、β—catenin磷酸化抑制剂和LRP—5的表达促进β—catenin在成骨细胞中表达促进成骨细胞的分化。
负载BMP—2 组织工程骨广泛应用于临床，用于修复骨缺损，如颅骨缺损、颌面骨缺损、四肢长骨缺损以及关节软骨缺损和脊柱融合等方面的修复，取得较好的临床疗效[6]。
此外，基因治疗实验研究证实，Bmp2 基因修饰的MSCs在下颌骨牵张成骨过程中可以促进新骨的形成，同时对于新骨形成的不利作用可有效地代偿[7]。
2碱性磷酸酶对成骨细胞成骨能力的影响 碱性磷酸酶主要由肝脏和成骨细胞合成、分泌，是反映骨代谢最重要的指标。
骨骼中的成骨细胞和软骨细胞均有ALP活性，极大的影响着骨矿化过程，与成骨作用有关[8]。
成骨细胞从其前体细胞开始即表达ALP，在成熟的成骨细胞中ALP含量和活性进一步增大，但一段时间后活性又逐渐消失。
通常认为，ALP水平的高低与成骨细胞的分化情况有关，并极大的影响成骨细胞的细胞基质矿化过程。
在骨代谢旺盛时期，成骨细胞较为活跃，ALP 分泌明显增加，大量存在于成骨细胞的表面及周围，极易释放入血。
因此，在骨生长较快时，成骨细胞增殖，血清ALP 活性显著性上升，从而引起血液ALP 水平的变化。
ALP 在成骨过程中水解磷酸酯为磷酸，这些磷酸参与羟磷灰石的沉积过程，同时，ALP水解焦磷酸盐，从而消除其抑制骨矿物质形成的作用，在骨骼钙化中起关键作用[9]。
由于ALP降低导致焦磷酸盐等多种底物蓄积增多，将导致佝偻病或骨软化[10]。
有研究证实[11]，碱性磷酸酶在骨矿化中的主要作用是为骨矿化过程提供原料无机磷酸盐，同时将无机焦磷酸水解，从而抑制焦磷酸对羟磷灰石的抑制作用，促进骨矿化的完成。
综上所述，Bmp2是具有促进软骨内骨生成和诱导成骨细胞分化作用的重要的细胞外信号分子，具有强大的促成骨活性，常被用于骨损伤修复的研究，治疗骨折、骨缺损修复及促进椎间融合的治疗。
碱性磷酸酶是成骨细胞分泌的酶蛋白，通过参与羟磷灰石的沉积过程和消除焦磷酸盐骨矿物质形成抑制作用影响骨矿化过程，在骨骼钙化中起关键作用。
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