骨形態(tài)發(fā)生蛋白（Bone morphogenetic proteins，BMPs）屬于TGFβ（轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子）超家族并且是該家族中最大的蛋白家族，其中，BMP-2、BMP-4、BMP-6、BMP-7作為主要的BMP配體發(fā)揮功能[1]。BMPs不僅可誘導(dǎo)骨和軟骨形成，還是具有廣泛效應(yīng)的多功能細(xì)胞因子，可調(diào)節(jié)肺、腎、胃、腸道等多種組織器官的細(xì)胞增殖、分化和遷移[2]。
BMP信號(hào)通路
BMP信號(hào)的活性由結(jié)合BMP抑制劑或激動(dòng)劑來調(diào)控以抑制干細(xì)胞更新，促進(jìn)分化以維持干細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)，常見的BMP抑制劑有Noggin、SMAD等。BMPs可由BMPR-I和BMPR-II組成的受體復(fù)合體傳導(dǎo)信號(hào)。BMP信號(hào)通路可分為經(jīng)典途徑和非經(jīng)典途徑：
經(jīng)典途徑
BMP與II型受體（BMPRII）結(jié)合，BMPR II與I型受體（BMPR I）結(jié)合并磷酸化BMPR I，招募并磷酸化下游受體SMADs1/5/8形成三聚體復(fù)合物，調(diào)控下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。
非經(jīng)典途徑
BMPR I通過X-連鎖的凋亡抑制因子（XIAP）連接到TAK1-TAB1復(fù)合體，激活ATF2、c-JUN和c-FOS來調(diào)節(jié)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。
BMP信號(hào)通路可分為經(jīng)典途徑和非經(jīng)典途徑[1]
BMP-4與類器官培養(yǎng)
腸道類器官
腸上皮細(xì)胞來源于隱窩底部的“U”形杯狀干細(xì)胞，該杯狀細(xì)胞的分布可影響腸道上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖。2022年，發(fā)表在Cell Reports上的一篇研究表明，BMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)控制人類腸道類器官中腸細(xì)胞的帶狀基因的表達(dá)以及杯狀細(xì)胞的分布。
BMP影響腸道類器官的基因表達(dá)及杯狀細(xì)胞分布[3]
血管類器官
血管是生命機(jī)體運(yùn)輸養(yǎng)分與氧氣，維持基本生命活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。2019年，一篇發(fā)表在Nature子刊的研究，通過加入血管發(fā)育的關(guān)鍵信號(hào)通路因子（BMP-4、FGF-2、VEGF-A），研究者成功構(gòu)建了hiPSC細(xì)胞來源的血管類器官，將其移植到小鼠體內(nèi)時(shí)，能夠形成穩(wěn)定且具有功能性的人類血管系統(tǒng)。
hiPSC細(xì)胞來源的血管類器官[4]
腎臟類器官
2023年，美國(guó)哈佛大學(xué)的研究者通過添加腎臟發(fā)育的關(guān)鍵信號(hào)通路因子（Activin A、BMP-4、FGF-2、FGF-9），研究者成功構(gòu)建了hiPSC細(xì)胞來源的腎臟類器官（輸尿管芽和集合管類器官），該類器官具有復(fù)雜的形態(tài)和功能性，為研究人類腎臟發(fā)育、腎臟疾病建模提供了新的平臺(tái)。
hiPSC細(xì)胞來源的腎臟類器官[5]
BMP-4蛋白的表達(dá)難點(diǎn)
活性狀態(tài)：同源二聚體
無活性前體蛋白經(jīng)過蛋白水解酶切割形成成熟單體，通過二硫鍵連接單體生成活性二聚體分子。
重組表達(dá)生產(chǎn)技術(shù)難點(diǎn)
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二聚體形成困難：需要正確折疊和形成二硫鍵，對(duì)表達(dá)系統(tǒng)要求高 -
純度不可控：含有混雜單體、錯(cuò)配二聚體、異源聚集體等無活性聚體 -
保存條件高：BMP-4疏水性強(qiáng)，易聚集成低活性聚合物。保存條件不當(dāng)易造成二硫鍵斷裂。
近岸蛋白致力于蛋白質(zhì)的研發(fā)與生產(chǎn)，攻克關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，提供高活性、高批間一致性的新一代BMP4蛋白：Recombinant Human BMP-4 V3 (Cat. No.:C54A)，讓您的類器官培養(yǎng)更可控！
工藝優(yōu)化升級(jí)，蛋白活性提高
Measured by its ability to induce alkaline phosphatase production by ATDC5 mouse chondrogenic cells. The ED50 for this effect is 1.5-9 ng/mL.
Measured by its ability to induce alkaline phosphatase production by ATDC5 mouse chondrogenic cells.The specific activity of Human BMP4 V3(Cat. No.:C54A)is 6.98 ng/mL, and the specific activity of competitor A and competitor B is 10.78 ng/mL and 7.47 ng/mL,respectively. Lower specific activity indicates higher functional potency.
特有類器官應(yīng)用驗(yàn)證平臺(tái)
近岸蛋白依靠專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，精心打造類器官驗(yàn)證平臺(tái)，致力于為廣大類器官客戶提供經(jīng)驗(yàn)證、高活性、可信任的類器官培養(yǎng)產(chǎn)品。已驗(yàn)證BMP-4、Wnt3a、EGF、Noggin、RSPO1、Activin A、KGF等多種類器官培養(yǎng)因子，讓您的類器官培養(yǎng)更可控！
推薦產(chǎn)品
BMP-4推薦產(chǎn)品
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目錄號(hào) |
產(chǎn)品名稱 |
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C54A |
Recombinant Human BMP-4 |
BMP-4相關(guān)類器官培養(yǎng)
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類器官培養(yǎng)類型 |
相關(guān)因子 |
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肝臟類器官 |
Activin A、BMP-4、FGFb、Wnt3a、RSPO1、EGF、HGF、OSM |
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腸道類器官 |
Activin A、BMP-4、FGF-4、Noggin、RSPO1、Wnt3a、EGF |
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肺類器官 |
Activin A、BMP-4、FGFb、Noggin、FGF-10、KGF |
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心臟類器官 |
Activin A、BMP-4、FGFb、Insulin |
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腎類器官 |
Activin A、BMP-4、FGFb、FGFa、KGF、FGF-9、GDNF、RSPO1 |
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胃類器官 |
Activin A、BMP-4、FGF4、Noggin、EGF |
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血管類器官 |
BMP-4、VEGF165、FGFb |
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腦類器官 |
Noggin、Wnt3a、BMP-4、SHH、FGFb、BDNF、GDNF |
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皮膚類器官 |
BMP-4、TGF-β1 |
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參考文獻(xiàn)
[1]ZhangY, Que J. BMP Signaling in Development, Stem Cells, and Diseases of theGastrointestinal Tract. Annu Rev Physiol. 2020;82:251-273.
[2]Weaver M, Dunn NR, Hogan BL. 2000. Bmp4 and Fgf10 play opposing roles during lung bud morphogenesis. Development 127:2695–704
[3]Beumer J, Puschhof J, Yengej FY, Zhao L, Martinez-Silgado A, Blotenburg M, Begthel H, Boot C, van Oudenaarden A, Chen YG, Clevers H. BMP gradient along the intestinal villus axis controls zonated enterocyte and goblet cell states. Cell Rep. 2022 Mar 1;38(9):110438.
[4]Wimmer RA, Leopoldi A, Aichinger M, Kerjaschki D, Penninger JM. Generation of blood vessel organoids from human pluripotent stem cells. Nat Protoc. 2019 Nov;14(11):3082-3100.
[5]Shi M, Fu P, Bonventre JV, McCracken KW. Directed differentiation of ureteric bud and collecting duct organoids from human pluripotent stem cells. Nat Protoc. 2023 Aug;18(8):2485-2508.