骨形态发生蛋白 5

骨形态发生蛋白最初是通过脱矿质骨提取物在体内骨骼外部位诱导软骨内成骨的能力来鉴定的（Urist，1965）。与其他 BMP 一样，BMP5 是转化生长因子-β（参见 TGFB1；190180）调节分子超家族的成员。根据氨基酸序列同源性，BMP5、BMP6（ 112266 ）和 BMP7（ 112267 ）构成了 BMP 的一个亚家族（Hahn 等人的总结，1992 年）。

▼ 克隆与表达
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Celeste 等人使用牛 Bmp6 筛选 U2-OS 细胞系 cDNA 文库（1990）克隆了全长 BMP5。推导出的 454 个氨基酸的蛋白质包含一个疏水性前导序列，后跟一个前蛋白区域和一个 C 端 138 个氨基酸的成熟域，具有 3 个潜在的 N-糖基化位点。序列比较表明 BMP2（ 112261 ）、BMP5、BMP6 和 BMP7 形成 BMP 亚家族。Northern印迹分析在U2-OS细胞系中检测到约2.8kb的主要BMP5转录物。

使用 RT-PCR，Beck 等人（2001）发现 Bmp5 在胚胎第 20 天在发育中的大鼠颈上神经节中表达，对应于初级树突的初始延伸，以及在最大树突生长期间的出生后早期。在成人颈上神经节细胞中未检测到 Bmp5。培养的颈上神经节细胞的免疫荧光分析在整个神经胶质细胞的细胞体中检测到 Bmp5，排除在细胞核之外，以及在神经元的体细胞和过程中。

▼ 基因功能
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贝克等人（2001）表明重组人 BMP5 和 BMP7 在培养的大鼠颈上神经元中孤立引发树突生长。它们的效果不是相加的。BMP5 诱导的树突生长与 Smad1（ 601595 ）磷酸化有关，但不改变 Smad1 表达。BMP5 诱导的树突生长被 BMP 受体 IA（BMPR1A；601299）、noggin（NOG；602991）和卵泡抑素（FST；136470）的胞外域抑制。

▼ 基因结构
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坂上等人（1996）确定 BMP5 基因的启动子区域包含 2 个转录起始位点、一个规范的 TATA 框和许多共有识别序列，包括 GATA1（ 305371 ）和 engrailed（EN1; 131290 ）。功能分析表明启动子区域缺乏沉默元件。

▼ 测绘
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Hahn 等人使用人-啮齿动物体细胞杂交系和 cDNA 探针（1992）将BMP5 和 BMP6 对应到人类 6 号染色体，而 BMP7 被发现与人类 20 号染色体上的 BMP2 同线。

▼ 动物模型
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金斯利等人（1992）表明，第 9 号染色体上经典小鼠基因座短耳（se）的突变会破坏小鼠 Bmp5 基因。Bmp5 编码序列的完全删除与活力兼容。“短耳”基因座的突变与耳朵和许多内部骨骼结构的特定形态学改变谱相关，这表明骨形态发生蛋白已被恰当地命名。突变动物还表现出骨折修复缺陷和许多软组织异常，包括肺囊肿、肝肉芽肿和肾积水。对这些小鼠的进一步研究应该有助于确定 BMP 如何控制骨骼组织的生长和模式，以及这些基因在其他器官系统中的作用。

许多基因周围的调控区域可能很大，很难使用标准的转基因方法进行研究。迪莱昂等人（2000）描述了使用细菌人工染色体（BAC）克隆快速调查数百千碱基的 DNA，以寻找围绕小鼠 Bmp5 基因的潜在调控序列。大插入克隆与 lacZ 报告基因构建体的简单共注射重现了先前观察到的所有表达位点，其中包含覆盖大而复杂的调控区域的众多小构建体。共注射方法使快速调查 Bmp5 基因的其他区域的潜在控制元件成为可能，以确认使用 Bmp5 基因座的调节突变从先前的表达研究中预测的几个元件的位置，以测试 Bmp5 控制区域是否对内源性有类似作用和外源启动子，并表明 Bmp5 控制元件能够挽救 Bmp5 缺陷的表型效应。迪莱昂等人（2000）建议类似的方法可能有助于研究围绕许多其他对胚胎发育和人类疾病很重要的基因的复杂控制区域。