بروتين مورفوجيني العظام 7

بروتين تكوين العظام 7 أو BMP7 (المعروف أيضًا باسم البروتين العظمي-1 أو OP-1 ) هو بروتين يتم ترميزه في البشر بواسطة جين BMP7 . ^{[ 5 ]}

البروتين المُشفَّر بواسطة هذا الجين هو أحد أفراد عائلة TGF-β الفائقة. ومثل غيره من أفراد عائلة بروتينات تكوين العظام ، يلعب دورًا محوريًا في تحويل الخلايا اللحمية المتوسطة إلى عظام وغضاريف. ويتم تثبيطه بواسطة بروتين نوغين وبروتين مشابه له يُسمى كوردين ، واللذان يُعبَّر عنهما في مُنظِّم سبيمان-مانغولد. قد يكون لبروتين BMP7 دور في استتباب العظام . ويُعبَّر عنه في الدماغ والكليتين والمثانة . ^{[ 6 ]}

يحفز البروتين المورفوجيني العظمي 7 (BMP7) فسفرة البروتينين SMAD1 و SMAD5 ، اللذين بدورهما يحفزان نسخ العديد من الجينات المولدة للعظام. ^{[ 7 ]} وقد ثبت أن المعالجة بـBMP7 كافية لتحفيز جميع المؤشرات الجينية لتكوين الخلايا العظمية في أنواع عديدة من الخلايا. ^{[ 6 ]}

يتمثل دور البروتين المورفوجيني العظمي 7 (BMP7) في نمو الكلى لدى الثدييات في تحفيز التحول الظهاري-الميزانشيمي (MET) للخلايا الجذعية الكلوية. ^{[ 8 ]} يشكل النسيج الظهاري الناتج عن هذه العملية في النهاية الأنابيب والكبيبات في النفرون. ^{[ 8 ]} كما يُعدّ BMP-7 مهمًا في الحفاظ على استتباب الكلى لدى البالغين من خلال تثبيط التحول الظهاري-الميزانشيمي (EMT). يقلّ التعبير عن BMP-7 عندما يتعرض النفرون للإجهاد الالتهابي أو الإقفاري، مما يؤدي إلى EMT، والذي قد ينتج عنه تليف الكلى. ^{[ 9 ]} غالبًا ما يؤدي هذا النوع من التليف إلى الفشل الكلوي، وهو مؤشر على الإصابة بمرض الكلى في مراحله النهائية. ^{[ 10 ]}

تبين أن البروتين المورفوجيني العظمي 7 (BMP7) يلعب دورًا حاسمًا في تحديد التنظيم البطني الظهري في سمكة الزيبرا. إذ يُحفز BMP7 ظهور الأنماط الظاهرية البطنية، بينما يؤدي تثبيطه الكامل إلى ظهور النمط الظاهري الظهري. علاوة على ذلك، يُعطَّل BMP7 جزئيًا في نهاية المطاف خلال التطور الجنيني لتكوين الأجزاء الظهرية من الكائن الحي. ^{[ 11 ]}

في العديد من التجارب التنموية المبكرة التي أُجريت على أسماك الزيبرا، استخدم العلماء مستقبلات BMP7 النشطة باستمرار (caBMPR) ومستقبلات BMP المبتورة (tBMP) لتحديد تأثير BMP7 في تكوين الجنين. ووجدوا أن المستقبل النشط باستمرار، الذي يتسبب في التعبير عن BMP في جميع أنحاء الجسم، يُنتج نمطًا ظاهريًا بطنيًا، بينما يُنتج المستقبل المبتور نمطًا ظاهريًا ظهريًا.

يُستخدم بروتين BMP7 البشري المُعاد تركيبه في العمليات الجراحية، وكان يُسوّق في الأصل تحت الاسم التجاري OP1 (الذي أوقفته شركة أوليمبوس للتكنولوجيا الحيوية بعد شرائها من شركة سترايكر). يُمكن استخدامه للمساعدة في دمج الفقرات لمنع الإصابات العصبية. ^{[ 12 ]} كما يُستخدم في علاج عدم التئام عظم الساق ، خاصةً في الحالات التي تفشل فيها عملية ترقيع العظام . ^{[ 13 ]} يُستخدم بروتين rhBMP-2 على نطاق أوسع سريريًا لأنه يُساعد على نمو العظام بشكل أفضل من بروتين rhBMP-7 وبروتينات BMP الأخرى. ^{[ 14 ]}

يمتلك البروتين المورفوجيني العظمي 7 (BMP7) أيضًا إمكانية استخدامه في علاج أمراض الكلى المزمنة. ^{[ 15 ] [ 16 ]} تتميز أمراض الكلى باضطراب في بنية الأنابيب الكلوية نتيجة لتراكم الخلايا الليفية العضلية وتسلل الخلايا الوحيدة. ^{[ 17 ]} ولأن البروتين المورفوجيني العظمي 7 الداخلي يُعد مثبطًا لسلسلة إشارات TGF-β التي تحفز التليف، فإن استخدام البروتين المورفوجيني العظمي 7 المُعاد تركيبه (rhBMP-7) قد يكون علاجًا فعالًا لأمراض الكلى المزمنة. ^{[ 8 ]} يُعتقد أيضًا أن البروتين المورفوجيني العظمي 7 يعكس التليف والتحول الظهاري-الميزانشيمي (EMT) من خلال تقليل تسلل الخلايا الوحيدة إلى الأنسجة الملتهبة. ^{[ 15 ]} على المستوى الجزيئي، يثبط البروتين المورفوجيني العظمي 7 الالتهاب عن طريق خفض التعبير عن العديد من السيتوكينات المُحفزة للالتهاب التي تنتجها الخلايا الوحيدة. ^{[ 15 ]} وبالتالي، فإن تقليل هذا الإجهاد الالتهابي يقلل من احتمالية حدوث التليف. ^{[ 9 ]}

بغض النظر عن آلية التليف أو منشأ الخلايا الليفية العضلية، فقد ثبت أن البروتين المورفوجيني العظمي 7 الخارجي (BMP-7) يعكس عملية التحول الظهاري-الميزانشيمي (EMT) ويحفز التحول الميزانشيمي-الظهاري (MET). ^{[ 8 ]} يؤدي هذا في النهاية إلى استعادة تعداد الخلايا الظهارية السليمة، ووظيفة الكلى الطبيعية في الفئران. ^{[ 8 ]} وهذا الأمر ذو صلة بالبشر أيضًا، لأن العديد من الأمراض الناجمة عن تليف الأعضاء تحدث عبر عملية التحول الظهاري-الميزانشيمي. ^{[ 9 ]} كما يُعد التحول الظهاري-الميزانشيمي مشكلة في انتشار السرطان، لذا فإن تقليل التحول الظهاري-الميزانشيمي باستخدام الحمض النووي المؤتلف قد يكون له آثار كبيرة على خيارات علاج السرطان في المستقبل. ^{[ 9 ]}

تم اقتراح إعطاء BMP7 كعلاج محتمل للعقم عند النساء بسبب ضعف الاستجابة لعلاج FSH . ^{[ 18 ]}

اكتُشف أن الفئران التي حُقنت ببروتين BMP7 زادت من إنتاجها للخلايا الدهنية البنية "الجيدة"، مع الحفاظ على مستويات الخلايا الدهنية البيضاء الطبيعية ثابتة. ونتيجةً لذلك، قد يُطوّر علاجٌ للسمنة لدى البشر باستخدام بروتين BMP7. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

لا يحفز BMP7 تكوين الخلايا الدهنية البنية فحسب، ^{[ 20 ] [ 21 ]} بل يحفز أيضًا "تحويل" الخلايا الدهنية البيضاء أو البيجية إلى اللون البني ، محولًا إياها من نمط ظاهري يشبه اللون الأبيض إلى نمط ظاهري يشبه اللون البني (مع تحفيز UCP1 والقدرة على القيام بتوليد الحرارة غير الارتعاشي، مما يسمح بتشتيت الطاقة على شكل حرارة). ^{[ 22 ]}

تشير العديد من الدراسات إلى أن البروتين المورفوجيني العظمي 7 (BMP7) قد ينظم أو يؤثر على تناول الطعام. ^{[ 23 ] [ 21 ]}

• بروتين تكوين العظام 7 في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• BMP7 كجزيء العام 2011
• موقع جينوم BMP7 البشري وصفحة تفاصيل جين BMP7 في متصفح جينوم UCSC .