骨形态发生蛋白 6

骨形态发生蛋白，例如 BMP6，属于调节分子的转化生长因子-β（参见 TGFB1；190180）超家族（Rickard 等，1998）。

▼ 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，然后筛选胎盘和脑 cDNA 文库（1990）克隆了 BMP6。推导的全长 513 个氨基酸蛋白质包含一个疏水性前导序列，终止于富含脯氨酸的区域。前导序列后面是前蛋白区域，其中包含一个丙氨酸重复序列和一个富含谷氨酰胺的序列，以及一个 139 个氨基酸的成熟域，其中包含 3 个潜在的 N-糖基化位点。序列比较表明 BMP2（ 112261 ）、BMP5（ 112265 ）、BMP6 和 BMP7（ 112267 ）形成 BMP 亚家族。Northern印迹分析在U2-OS细胞中检测到约4.3和2.6 kb的BMP6转录物。

▼ 基因功能
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里卡德等人（1998）提出的证据表明雌激素对骨和软骨的骨骼作用可能是由成骨细胞产生的 BMP6 增加介导的。他们研究了雌激素对显示成熟成骨细胞表型的 2 种雌激素反应性人类永生化细胞系中 BMP 产生的影响。

程等人（2003）测量了 14 种人类 BMP 在小鼠多能干细胞系、小鼠间充质干细胞系和成熟的人类成骨细胞系中诱导成骨转化的能力。通过测量BMP 刺激后碱性磷酸酶（见171760）、骨钙素（112260）和基质矿化的诱导来确定成骨活性。除 BMP3（ 112263 ）和 BMP12（ 604651 ）外的所有 BMP都能够刺激成熟成骨细胞中的碱性磷酸酶活性；然而，BMP6 是少数能够在多能干细胞和间充质干细胞中诱导成骨细胞分化的所有标志物之一。

使用 RT-PCR，Lories 等人（2003）在滑膜组织中检测到 BMP 转录物，主要是 BMP2 和 BMP6。蛋白质印迹分析在类风湿性关节炎（RA）和脊柱关节病（SpA）滑膜组织提取物中检测到 BMP2 和 BMP6 前体蛋白，但未在非炎症滑膜组织提取物中检测到 BMP2 和 BMP6 前体蛋白。免疫组织化学分析在 RA 和 SpA 患者滑膜的增生衬里和亚衬层中发现 BMP2 和 BMP6，包括 CD90（THY1; 188230 ）阳性成纤维细胞样滑膜细胞和一些 CD68（ 153634 ）阳性巨噬细胞。促炎细胞因子，例如白细胞介素 1B（ 147720 ）和 TNF-α（ 191160 ），但不包括干扰素 γ（ 147570）），增强了体外滑膜细胞中 BMP2 和 BMP6 转录物的表达。BMP2 和 BMP6 都不影响滑膜细胞增殖。BMP2 促进滑膜细胞凋亡，而 BMP6 防止一氧化氮诱导的细胞凋亡。在关节炎滑膜中发现了 BMP2 阳性凋亡细胞。洛里斯等人（2003）得出结论，BMP2 和 BMP6 调节发炎滑膜中的成纤维细胞样滑膜细胞群。

铁调素（HAMP；606464 ）是肠道铁吸收的关键调节剂，其表达受 BMP 和 SMAD（见601595）信号通路控制。考茨等人（2008）在喂食富铁或缺铁饮食的小鼠中进行了基因组筛选，这表明与其他 BMP 基因相比，Bmp6 mRNA 表达受铁调节，类似于 Hamp mRNA 表达，并表明 BMP6 具有SMAD 信号通路激活导致体内铁调素合成的主要作用。

Hemojuvelin（HJV; 608374 ）是 BMP 的辅助受体，抑制内源性 BMP 信号会降低小鼠中铁调素的表达并增加血清铁（Babitt 等人（2006 年，2007 年））。使用蛋白质下拉测定，Andriopoulos 等人（2009）证明了重组可溶性人类 HJV 和 BMP6 之间的直接物理相互作用。在小鼠中腹腔注射 BMP6 导致肝脏铁调素 mRNA 表达增加，并以剂量依赖性方式降低血清铁和转铁蛋白（ 190000 ）饱和度。相反，抑制小鼠内源性 Bmp6 会降低铁调素表达并增加血清铁。安德里奥普洛斯等人（2009）得出结论，BMP6 是 HJV 配体和铁调素表达和铁代谢的内源性调节剂。

▼ 生化特征
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使用 X 射线衍射和统计分析，Allendorph 等人（2007）将人类 BMP6 成熟域的晶体结构解析为 2.49 埃分辨率。前 28 个 N 末端残基是无序的，其余部分表现出经典的 TGF-β 家族折叠，每个单体都包含一个胱氨酸结基序、4 个 β 链和保守的 α-螺旋 H3。共价连接的 BMP6 二聚体具有整体蝴蝶形状，胱氨酸结形成主体。

▼ 基因结构
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玉田等人（1998）发现 BMP6 基因的启动子区域缺乏典型的 TATA 框，但有一个富含 GC 的区域，带有 2 个 SP1（ 189906 ）结合位点、一个倒置的 CCAAT 元件和一个推定的tramtrack 响应元件。报告基因分析表明 BMP6 启动子具有成骨细胞特异性。

▼ 测绘
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哈恩等人（1992）通过使用 cDNA 探针研究人类/啮齿动物体细胞杂交系，将 BMP5 和 BMP6 对应到人类 6 号染色体。

奥拉维森等人（1997）报道了 39 个 EST 在 6p25-p23 上的精细定位。大多数 EST（39 个中的 31 个）位于 6p24-p23 区间；其中，8 个位于单个 PAC 克隆内。BMP6 是 PAC 上 8 个基因座中的 1 个，位于着丝粒侧的TFAP2（ 107580 ）和端粒侧的DSP（ 125647 ）之间。

Lyons 等人描述的 VG1 相关序列的产物（1989）是一种属于转化生长因子-β（TGFB; 190180 ）超家族的蛋白质。迪金森等人（1990）表明，在小鼠中，Vgr1 位于 13 号染色体上。从同线性的同源性论证，他们认为人类同源基因位于 6 号染色体上。

▼ 动物模型
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Kugimiya 等人（2005）指出 Bmp2（ 112261 ） -/- 小鼠在早期胚胎阶段死亡，并且 Bmp6 -/- 小鼠除了胸骨骨化的轻微延迟外没有表现出骨骼异常。他们发现，这些 BMP 是在肥大软骨细胞中表达的主要 BMP 亚型，可诱导小鼠软骨内骨形成。与野生型同窝仔畜相比，这些 BMP 的化合物缺乏（Bmp2 +/- Bmp6 -/-）导致中度生长迟缓。胎儿和成年 Bmp2 +/- Bmp6 -/- 小鼠都显示出骨小梁体积减少，骨形成受到抑制，但骨吸收正常。单一缺陷的 Bmp2 +/- 或 Bmp6 -/- 小鼠没有显示这些表型。Kugimiya 等人（2005）得出结论，BMP2 和 BMP6 在长骨形成中协同工作。

梅纳德等人（2009）发现 Bmp6 -/- 小鼠是有活力和可育的。尽管 Bmp6 突变体胚胎显示出局限于发育中的胸骨的延迟骨化，但新生儿和成人 Bmp6 突变体具有与野生型动物无法区分的骨骼元素。然而，Bmp6 的破坏导致类似于人类血色病的表型（参见602390），铁在肝脏、外分泌胰腺的腺泡细胞、心脏和肾小管中积累。尽管存在严重的铁过载，Bmp6 -/- 小鼠的肝脏磷酸化 Smad1、Smad5（ 603110 ）和 Smad8（SMAD9; 603295）水平较低），传输依赖于 BMP6 的信号；这些 Smads 没有转移到细胞核。几种铁转运蛋白的表达升高，但铁调素合成明显减少。Bmp6 -/- 小鼠保留了它们响应炎症诱导铁调素的能力。梅纳德等人（2009）得出结论，BMP6 在维持铁稳态方面具有重要作用。

安德里奥普洛斯等人（2009）还发现 Bmp6 -/- 小鼠具有类似于遗传性血色素沉着症的表型，铁调素表达降低和组织铁过载。

勒努瓦等人（2011）发现在小鼠中双敲除 Bmp6 和 Tmprss6（ 609862 ）挽救了在 Tmprss6 -/- 小鼠中观察到的缺铁性贫血，尽管铁调素表达受到抑制的程度与 Bmp6 -/- 小鼠相同。Tmprss6 -/- 小鼠中 Bmp6 的杂合缺失通过降低铁调素基因表达和增加血浆和肝脏铁水平来部分纠正全身铁稳态。勒努瓦等人（2011）得出结论，BMP6 是 HJV 的生理配体，并且 TMPRSS6 对 HJV 膜表达的调节严格控制 BMP6 信号传导。