Ludzkie koronawirusy - autor: Krzysztof Pyrć z Zakładu Mikrobiologii, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński, Kraków

Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografię? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis – wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Nowa Stomatologia 3/2001, s. 52-55
Andrzej Wojtowicz, Katarzyna Kossowska, Jolanta Malejczyk
Rola białka morfogenetycznego kości 6 (BMP-6) w regulacji różnicowania i dojrzewania tkanek w morfogenezie
The role of bone morphogenetic protein -6(BMP-6) in regulation of differentiation and maturation during morphogenesis
z Zakładu Chirurgii Stomatologicznej, Instytutu Stomatologii Akademii Medycznej w Warszawie
Kierownik Zakładu: doc. dr hab. n. med. Andrzej Wojtowicz
WPROWADZENIE
Białka morfogenetyczne kości i proces indukcji osteogenezy
Odkrycie białek morfogenetycznych kości (BMPs) i badania nad ich rolą w procesie osteogenezy mają doniosłe znaczenie w regeneracji tkanki kostnej w chirurgii i ortopedii. BMPs pozwalają na sterowanie procesami odbudowy utraconych w wyniku procesu chorobowego tkanek i przywrócenie ich fizjologicznych funkcji. Mechanizmy działania BMPs wymagają szczegółowych badań przed ich wprowadzeniem do użytku klinicznego.
Obecność białek morfogenetycznych kości (BMPs) postulowano już na poczatku tego stulecia. Neuhoff 1917, Huggins 1930 opisali fenomen heterotopowej indukcji osteogenezy. W 1938 roku Levander stwierdził: „regeneracja kości odbywa się, jako rezultat mobilizacji substancji tworzących kość, aktywowanych przez niespecyficzną tkankę łączną”. Urist w 1965 roku zaproponował i udokumentował koncepcję autoindukcji kości, po czym w 1971 roku zaproponował termin osteoindukacja, jako fundamentalny proces aktywowany przez białka morfogenetyczne kości. W 17 lat później Wozney i wsp. sklonowali geny dla białek morfogenetycznych kości. Od tej pory badacze spędzili wiele lat nad badaniami, mającymi wyjaśnic rolę BMPs. Pionierskie prace w dziedzinie badań nad fenomenem i mechanizmami heterotopowej indukcji osteogenezy prowadzili Ostrowski i Włodarski (1976). Wyniki wieloletnich badań, prowadzonych w wielu ośrodkach na świecie pozwoliły na stwierdzenie, iż BMPs są morfogenami niezbędnymi w procesie embriogenezy oraz pełnią krytyczną rolę w procesach regeneracji tkanek w okresie postembrionalnym. Odkrytych jest i sklonowanych ok. 40 białek należących do nadrodziny TGFb, ponadto zostało opisanych kilkanaście białek należących do grupy BMPs. Białko BMP-1, mimo wspólnej nazwy, nie ma cech osteogennych, jest proteazą regulującą biosyntezę i dojrzewanie kolagenu, natomiast BMP-2 – BMP-9 należą do grupy czynników transformujących wzrostu TGF b. BMP-2 i BMP-4 są osteoindukcyjne, BMP-4 jest nazwane osteogeniną, BMP-7 białko osteogenne 1, BMP8- białko osteogenne 2. BMP12 i BMP 13 są identyczne jak sklonowane u myszy czynniki różnicowania 7 GDF7 i GDF 6.
Rola białek morfogenetycznych kości (BMPs)
BMPs bezpośrednio wpływają na progersję komórek i ich organizację w tkanki i narządy w okresie embrionalnym, np. BMPs warunkują powstawanie i rozwój kończyn, wielkość i liczbę kości, organizację i wygląd głowy, modulując postembrionalne zależności chondro-osteogenne. Urist pierwszy określił rolę BMPs jako „molekularyzację systemu szkieletowego”. Z kolei Reddi uznał, iż aktywność BMPs warunkujących rozwój i symetryzację szkieletu (m.in. liczba, długość i skład kończyn) jest regulowana przez kompleks genu homeobox: hox/HOM. Zimmermann i wsp. odkryli pelipetyd (32 kd) tzw. noggin, który ma właściwości organizatora powstającej tkanki nerwowej z ektodermy oraz tworzenie mięśni i stawów z mezodermy trzewnej. Polipeptyd Noggin ma zdolność łączenia się z BMP-4 obecnym w błonie komórkowej i aktywować transdukcję sygnału. Brak genu noggin, mimo obecności BMPs, uniemożliwia wykształcenie stawów. Noggin gen jest uważany za inhibitor BMPs.
Uważa się, że tkanki płodowe podczas różnicowania i formowania tkanek i narządów są regulowane przez: geny Hox/HOM, BMPs, ZPA (aktywność regulująca polaryzację tkanek, zone polarizsing activity), FGFs (czynnik wzrostu fibroblastów), gen sonic Hedgehog (shh). Kombinacja aktywności ww. genów/czynników konstruuje kształt, liczbę, wielkość i miejsce komórki-tkanki-narządu w organizmie. Mutacja w obrębie genu dla rodziny BMPs – GDF-5, GDF-6 i GDF-7 powoduje brachypodyzm u myszy. Uzkodzenie kodu genetycznego dla BMP-5, szczególnie „null mutation” tego genu u myszy, powoduje zaburzenie wielkości i kształtu uszu, mostka, żeber, kręgosłupa, nie wpływając na szkielet osiowy. Z kolei „null mutation” genu dla brachypodyzmu u myszy powoduje zaburzenia w obrębie szkieletu obwodowego: krótsze kończyny, niższą liczbę paliczków, lecz nie wpływa na wielkość uszu, mostka, żebra i kręgosłupa. Obserwacje te można skonkludować następująco:
– szkielet u wyższych zwierząt jest mozaiką struktur budowanych ze składników tkanek płodowych, regulowanych przez różne białka m.in BMP-s. Zmiany w aktywności czynników z rodziny BMPs mogą wpływać na generalny mechanizm dojrzewania i starzenia się poszczególnych elementów szkieletu w czasie embriogenezy i ewolucji.
Białko morfogenetyczne kości – 6 (BMP-6) należy do rodziny czynników wzrostu TGF – beta, nadrodziny molekuł przenoszących sygnał. BMP-6 odgrywa rolę biologiczną w powstawaniu tkanek, głównie w regulacji różnicowania tkanek.
Region dla genu BMP-6 znajduje się u człowieka na 6 chromosomie w pozycji p23-p24, zaburzenia w ekspresji genów okolicy p23-p25 prowadzą do schizofrenii, celiakii, roszczepów podniebienia i twarzy (Olavesen i wsp.1997) a ekskluzja genu dla BMP-6 może być przyczyną dysplazji mostkowo-obojczykowej (cleidocranial dysplasia CCD, Innis i wsp. 1997). Obok BMP-6 na chromosomie 6 u człowieka i myszy występuje gen dla BMP-5, podczas gdy geny dla BMP-7 i BMP-2 na chromosmie 20 człowieka. Świadczy to o konserwatywnym charakterze występowania regionu na drodze ewolucji (Hahn i wsp.1992). Badania strukturalne wykazały, iż cząsteczka TGFb jest syntetyzowana w formie prekursorowej, zawierającej sekwencję sygnałową na końcu aminowym, oraz prodomenę o różnej wielkości, która bierze udział w dimeryzacji, zmianie konformacji i decyduje o aktywności tego białka. Dojrzała domena zawiera 110-140 aminokwasów z sześcioma resztami cysteinowymi, tworząc trzy mostki dwusiarczkowe. W przypadku BMPs dojrzała domena jest odcinana, pozostały monomer ulega dimeryzacji dzięki cysteinom, w obrębie których powstają mostki dwusiarczkowe ulegające glikozylacji, powstający dimer ulega ekspersji jako aktywna forma. TGFb nie jest glikozylowany, jest uwalniany w formie nieczynnej i jest, w przeciwieństwie do BMPs, aktywowany pozakomórkowo na drodze proteolizy i przy niskim pH. BMPs towarzyszą wielu rodzajom fenotypów komórkowych w komórkach fizjologicznych, oraz zmienionych w wyniku procesów patologicznych i onkologicznych.
Działanie poszczególnych rodzajów BMPs na różne komórki zależy od rodzaju receptorów, ich liczby i domeny BMPs. Znane są dwa typy receptorów dla rodzin TGFb: typ I i II określane jako TbRI i TbRII. Receptory te są transbłonowymi cząsteczkami o aktywności kinaz serynowo/treoninowych.
Tkanki szkieletowe

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 30 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

Piśmiennictwo
1. Yamaguchi A. et al.: Effects of BMP-2, BMP-4, and BMP-6 on osteoblastic differentiation of bone marrow-derived stromal cell lines, ST2 and MC3T3-G2/PA6. Biochemical & Biophisical Research Communications. 220(2):366-71, 1996 Mar. 2. Boden SD. et al.: Glucocorticoid-induced differentiation of fetal rat calvarial osteoblasts is mediated by bone morphogenetic protein-6. Endocrinology. 138(7):2820-8, 1997 Jul.3. Nakashima M. et al.: Transforming growth factor-beta superfamily members expressed in rat incisor pulp. Archives of Oral Biology. 43(9):745-51, 1998 Sep.4. Boden SD. et al.: LMP-1, a LIM-domain protein, mediates BMP-6 effects on bone formation. Endocrinology. 139(12):5125-34, 1998 Dec.5. Clement JH. et al.:Expression of bone morphogenetic protein 6 in normal mammary tissue and breast cancer cell lines and its regulation by epidermal growth factor. International Journal of Cancer. 80(2):250-6, 1999 Jan 18.6. Galter D. et al.: Differential regulation of distinct phenotypic features of serotonergic neurons by bone morphogenetic proteins. European Journal of Neuroscience.11(7):2444-52, 1999 Jul.7. Heikinheimo AK. et al.: Bone morphogenetic protein-6 is a marker of serous acinar cell differentiation in normal and neoplastic human salivary gland. Cancer Research.59(22):5815-21, 1999 Nov 15.8. Fujii M. et al.: Roles of bone morphogenetic protein type I receptors and Smad proteons in osteoblast and chondroblast differentiation. Molecular Bilogy of the Cell. 10(11):3801-13, 1999 Nov.9. Sato M. et sl.: Mechanical tension – stress induces expression of bone morphogenetic protein (BMP)-2 and BMP-4, but not BMP-6, BMP-7, and GDF-5 mRNA, during distraction osteogenesis. Journal of Bone & Mineral Research. 14(7):1084-95, 1999 Jul.10. Raida M. et al.: Expression, regulation and clinical significance of bone morphogenetic protein 6 in esophageal squamous-cell carcinoma. International Journal of Cancer. 83(1):38-44, 1999 Sep 24.11. Hahn GV. et al.: A bone morphogenetic protein subfamily: chromosomal localization of human genes for BMP-5, BMP-6, and BMP-7. Genomics.14(3):759-62, 1992 Nov.12. Hughes FJ. et al.: The effects of bone morphogenetic protein-2, -4, and –6 on differentiation of rat osteoblast cells in vitro. Endocrinology. 136(6):2671-7, 1995 Jun. 13. Furuta Y. et al.: Bone morphogenetic proteins (BMPs) as regulators of dorsal forebrain development. Development. 124(11):2203-12, 1997 Jun.14. Gitelman SE. et al.: Structure and sequence of mouse Bmp6 gene. Mammalian Genome. 8(3):212-4, 1997 Mar.15. Olavesen MG. et al.: Fine mapping of 39 ESTs on human chromosome 6p23-p25. Genomics. 46(2):303-6, 1997 Dec 1.16. Innis JW. et al.: Exclusion of BMP-6 as candidate gene for cleidocranial dysplasia. American Journal of Medical Genetics. 71(3):292-7, 1997 Aug 22.17. Iwasaki M. et al: Expression of indian hedgehog, bone morphogenetic protein 6 and gli during skeletal morphogenesis. Mechanism of Development. 69(1-2):197-202, 1997 Dec. 18. Solloway MJ. et al.: Mice lacking Bmp6 function. Developmental Genetics. 22(4):321-39,1998.19. Perr HA. et al.: Smooth muscle expresses bone morphogenetic protein (V gr-1/BMP-6) in human fetal intestine.Bilogy of the Neonate. 75 (3):210-4, 1999 Mar.20. Alder J. et al.: Generation of cerebellar granule neurons in vivo by transplantation of BMP-treated neural progenitor cells. Nature Neuroscience. 2(6):535-40, 1999 Jun.21. Inada M. et al.: Maturational disturbance of chondrocytes in Cbfal – deficient mice. Developmental Dynamics. 214(4):279-90, 1999 Apr.
Nowa Stomatologia 3/2001
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia