Сигнальные пути TGF-β и BMP в дифференцировке остеобластов и формировании костной ткани

Передача сигнала TGF-β (трансформирующего фактора роста β) и костных морфогенетических белков (BMP) участвует в подавляющем большинстве клеточных процессов и имеет принципиальное значение на протяжении всей жизни. TGF-β и BMP играют общепризнанную роль в формировании костной ткани в период развития млекопитающих и выполняют в организме разнообразные регуляторные функции. Передача сигнала TGF-β/BMP осуществляется посредством канонических Smad-зависимых путей, включающих лиганды TGF-β/BMP, рецепторы и белки Smad, а также неканонического Smad-независимого пути, например сигнального пути p38 митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK). После активации TGF-β/BMP сигнальные пути Smad и p38 MAPK сходятся на уровне гена Runx2, регулируя дифференцировку мезенхимных клеток-предшественников. Согласованная активность Runx2 и активированных TGF-β/BMP белков Smad имеет критическое значение для формирования скелета. Последние достижения молекулярных и генетических исследований с использованием направленного изменения генов у мышей способствовали более глубокому пониманию роли TGF-β/BMP в костной ткани, а также сигнальных сетей, лежащих в основе дифференцировки остеобластов и формирования костной ткани. В этом обзоре обобщены современные представления о сигнальных путях TGF-β/BMP в костной ткани, полученные в исследованиях генетических моделей мышей и заболеваний человека, обусловленных нарушением передачи сигнала TGF-β/BMP. Кроме того, рассмотрены различные варианты взаимодействия сигнальных путей TGF-β/BMP с путями MAPK, Wnt, Hedgehog, Notch и FGF при дифференцировке остеобластов и формировании костной ткани.