骨形态发生蛋白7在小鼠肾发育中的时空表达

doi:10.12307/2026.036

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (5): 1156-1161.doi: 10.12307/2026.036

• 组织构建实验造模 experimental modeling in tissue construction • 上一篇下一篇

骨形态发生蛋白7在小鼠肾发育中的时空表达

孙亚洁，赵欣晨，薄双玲

山西医科大学汾阳学院，山西省汾阳市 032200

收稿日期:2024-11-23 接受日期:2025-01-24 出版日期:2026-02-18 发布日期:2025-06-24
通讯作者: 薄双玲，硕士，副教授，山西医科大学汾阳学院，山西省汾阳市 032200
作者简介:孙亚洁，女，2002年生，山东省宁津县人，汉族，山西医科大学汾阳学院在读本科，主要从事肾脏发生发育的研究。
基金资助:
吕梁市重点研发计划项目(2020SHFZ43)，项目负责人：薄双玲；山西医科大学汾阳学院大学生创新创业训练项目(S20241011401026)，项目负责人：孙亚洁

Spatiotemporal expression of bone morphologic protein 7 in mouse kidney development

Sun Yajie, Zhao Xinchen, Bo Shuangling

Fenyang College of Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China

Received:2024-11-23 Accepted:2025-01-24 Online:2026-02-18 Published:2025-06-24
Contact: Bo Shuangling, MS, Associate professor, Fenyang College of Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China
About author:Sun Yajie, Fenyang College of Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China
Supported by:
Lyuliang Key Research and Development Project, No. 2020SHFZ43 (to BSL); Innovation and Entrepreneurship Training Program for College Students of Fenyang College of Shanxi Medical University, No. S20241011401026 (to SYJ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
骨形态发生蛋白：是转化生长因子β超家族蛋白的成员，其活性形式可以由2种相同蛋白质的二聚体或2种相关骨形态发生蛋白的异二聚体组成。骨形态发生蛋白在骨骼发育、组织修复和再生医学中扮演着重要角色。
转化生长因子β：是可以在多种组织中合成的一种因子，主要以独立基因产物转化生长因子β1、β2或β3的同二聚体形式存在。转化生长因子β在胚胎发育、细胞分化、激素分泌和免疫功能中具有潜在作用，可作为前体蛋白。

背景：骨形态发生蛋白7主要在肾脏合成，在肾脏发育的不同阶段均有表达，但其表达的时空分布以及与肾脏发生发育的关系尚未见系统报道。
目的：观察骨形态发生蛋白7在小鼠肾脏不同发育时期的表达，从而探索骨形态发生蛋白7与肾脏发生发育的潜在联系。
方法：通过免疫组织化学技术、体视学方法和蛋白免疫印迹法，对胚龄(E)12，14，16，18 d及生后日龄(N)1，3，7，14，24，40，70 d小鼠肾脏组织中骨形态发生蛋白7的表达进行观察和分析。
结果与结论：①免疫组织化学结果显示，在肾脏发育早期，骨形态发生蛋白7主要表达于生肾区以及未成熟的肾小体，随后定位在成熟肾小体及其周围的远曲小管，且表达范围逐渐增加；N40 d后，骨形态发生蛋白7在肾间质中出现阳性表达；②体视学和蛋白免疫印迹结果显示，随着肾脏的发育，骨形态发生蛋白7的表达量逐渐降低，N7 d降至最低，随后缓慢升高；③结果表明，在肾脏发育过程中，骨形态发生蛋白7表达具有显著的时空特异性，推测可能与肾小体和远曲小管的发育及成熟有关。
https://orcid.org/0009-0001-9229-9964 (孙亚洁)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 骨形态发生蛋白7, 肾脏, 发育, 小鼠, 肾小体, 远曲小管, 工程化组织构建

Abstract: BACKGROUND: Bone morphogenetic protein 7 is mainly synthesized in the kidney and is expressed at different stages of kidney development, but the spatiotemporal distribution of its expression and its relationship with kidney development have not been systematically reported.
OBJECTIVE: To observe the expression of bone morphogenetic protein 7 in mice kidneys during different developmental stages and to explore its potential relationship with kidney development.
METHODS: Immunohistochemical techniques combined with stereological methods and western blot analysis were used to observe and analyze the expression of bone morphogenetic protein 7 in mouse kidney tissues at embryonic days (E)12, 14, 16, 18, and neonatal days (N)1, 3, 7, 14, 24, 40, and 70.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The results of immunohistochemistry showed that bone morphogenetic protein 7 was mainly expressed in the nephrogenic zone and immature renal corpuscles during the early stage of kidney development. Subsequently, it was located in mature renal corpuscles and the surrounding distal convoluted tubules, and the expression range gradually increased. After N40 days, bone morphogenetic protein 7 positively expressed in the renal interstitium. (2) Stereology and western blot results showed that the expression level of bone morphogenetic protein 7 gradually decreased with the development of the kidney, reached the lowest level at N7 days, and then slowly increased. To conclude, during the process of kidney development, the expression of bone morphogenetic protein 7 has significant spatiotemporal specificity, and it is hypothesized that it may be related to the development and maturation of renal corpuscles and distal convoluted tubules.

Key words: bone morphogenetic protein 7, kidney, development, mouse, renal corpuscle, distal convoluted tubule, engineered tissue construction

中图分类号:

孙亚洁, 赵欣晨, 薄双玲. 骨形态发生蛋白7在小鼠肾发育中的时空表达[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1156-1161.

Sun Yajie, Zhao Xinchen, Bo Shuangling. Spatiotemporal expression of bone morphologic protein 7 in mouse kidney development[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(5): 1156-1161.

图/表（结果） 3

2.1 免疫组织化学结果 BMP-7阳性表达部位表现为棕褐色。E12 d时，输尿管芽分支出现，周围为密集的生后肾组织，可见BMP-7在输尿管芽和生后肾组织均有表达，见图1A。E14 d时，帽状生后肾组织逐渐发育为逗号小体、S小体和Ⅲ期肾小体，BMP-7不仅表达于输尿管芽的基底膜，而且在各期肾小体均可见表达，见图1B。E16 d时，第1代髓旁肾单位出现，BMP-7阳性表达和E14 d相似。E18 d时，Ⅲ期、Ⅳ期肾小体以及发育中的远曲小管中均可见BMP-7强阳性表达，见图1C。N1 d-N3 d时，随着被膜下生肾区逐渐变薄，髓旁肾小体数量增加，BMP-7在髓旁肾小体和远曲小管呈阳性表达，但是在髓质和髓放线中均未见阳性表达，见图1D和图1E。N7 d时，皮质生肾区消失，肾小体的数量趋于稳定，BMP-7的阳性表达集中在肾小体及其周围的部分远曲小管中，见图1F。N14 d-N40 d时，肾脏体积增大，皮质增厚，肾小体中BMP-7的表达逐渐减弱，同时肾小管逐渐发育完善，BMP-7在远曲小管的表达范围增加，但在远直小管、细段和近端小管中均未见BMP-7表达，见图1G和图1H。N70 d时，肾小体仍有BMP-7表达，且肾脏间质中也可见表达，见图1I。
2.2 体视学测量结果从E12 d到N7 d随着小鼠肾脏的发生发育，BMP-7在肾组织内表达的体密度值逐渐降低，E14 d、E18 d、N1 d、N3 d、N7 d的体密度值与前一组比较均差异显著，随后体密度值缓慢升高，N14 d、N70 d的体密度值与前一组比较差异显著(P < 0.05，图2)。
2.3 蛋白免疫印迹结果以GAPDH为内参，应用Iamage J软件对条带进行半定量分析。BMP-7在胚胎时期含量较多，随后逐渐下降，在N7 d达到最低，N14 d-N40 d趋于稳定。N70 d时，BMP-7表达略有增高。经统计学分析，组间数值差异显著(P < 0.05，图3)。

参考文献

[1] XIAO Y, LIANG D, LI Z, et al. BMP-7 Upregulates Id2 Through the MAPK Signaling Pathway to Improve Diabetic Tubulointerstitial Fibrosis and the Intervention of Oxymatrine. Front Pharmacol. 2022;13:900346.
[2] CHEN Y, RUI R, WANG L, et al. Huangqi decoction ameliorates kidney injury in db/db mice by regulating the BMP/Smad signaling pathway. BMC Complement Med Ther. 2023;23(1):209.
[3] KUBILIUTE R, ZALIMAS A, BAKAVICIUS A, et al. Clinical Significance of ADAMTS19, BMP7, SIM1, and SFRP1 Promoter Methylation in Renal Clear Cell Carcinoma. Onco Targets Ther. 2021;14:4979-4990.
[4] LIANG C, LIANG Q, XU X, et al. Bone morphogenetic protein 7 mediates stem cells migration and angiogenesis: therapeutic potential for endogenous pulp regeneration. Int J Oral Sci. 2022; 14(1):38.
[5] TSUJIMOTO H, ARAOKA T, NISHI Y, et al. Small molecule TCS21311 can replace BMP7 and facilitate cell proliferation in in vitro expansion culture of nephron progenitor cells. Biochem Biophys Res Commun. 2021;558:231-238.
[6] SMITH C, DU TOIT R, OLLEWAGEN T. Potential of bone morphogenetic protein-7 in treatment of lupus nephritis: addressing the hurdles to implementation. Inflammopharmacology. 2023;31(5):2161-2172.
[7] MALINAUSKAS T, MOORE G, RUDOLF AF, et al. Molecular mechanism of BMP signal control by Twisted gastrulation. Nat Commun. 2024; 15(1):4976.
[8] SCHNELL J, ACHIENG M, LINDSTRÖM NO. Principles of human and mouse nephron development. Nat Rev Nephrol. 2022;18(10):
628-642.
[9] 李静姝,王莹.510例小儿肾病综合征激素耐药调查及其影响因素分析[J].公共卫生与预防医学,2024,35(4):79-82.
[10] 王艳珍.低分子肝素钙注射液与泼尼松联合治疗用于小儿肾病综合征临床效果研究[J].医药论坛杂志,2024,45(3):307-310.
[11] KONG L, WANG H, LI C, et al. Sulforaphane Ameliorates Diabetes-Induced Renal Fibrosis through Epigenetic Up-Regulation of BMP-7. Diabetes Metab J. 2021;45(6):909-920.
[12] LI X, YUE W, FENG G, et al. Uterine Sensitization-Associated Gene-1 in the Progression of Kidney Diseases. J Immunol Res. 2021;2021: 9752139.
[13] MANZANO-LISTA FJ, SANZ-GÓMEZ M, GONZÁLEZ-MORENO D, et al. Imbalance in Bone Morphogenic Proteins 2 and 7 Is Associated with Renal and Cardiovascular Damage in Chronic Kidney Disease. Int J Mol Sci. 2022;24(1):40.
[14] LEE CT, KUO WH, TAIN YL, et al. Exogenous BMP7 administration attenuated vascular calcification and improved bone disorders in chronic uremic rats. Biochem Biophys Res Commun. 2022;621:8-13.
[15] CARLSON WD, KECK PC, BOSUKONDA D, et al. A Process for the Design and Development of Novel Bone Morphogenetic Protein-7 (BMP-7) Mimetics With an Example: THR-184. Front Pharmacol. 2022;13:864509.
[16] LIU W, GU R, LOU Y, et al. Emodin-induced autophagic cell death hinders epithelial-mesenchymal transition via regulation of BMP-7/TGF-β1 in renal fibrosis. J Pharmacol Sci. 2021;146(4):216-225.
[17] 薄双玲,马太芳,白慧健,等.成纤维细胞生长因子受体1,2在小鼠肾发育中的动态表达[J].中国组织工程研究,2024,28(25):4018-4021.
[18] BONGIOVANNI C, BUENO-LEVY H, POSADAS PENA D, et al. BMP7 promotes cardiomyocyte regeneration in zebrafish and adult mice. Cell Rep. 2024;43(5):114162.
[19] BAI Y, CUI G, SUN X, et al. ANGPTL4 Stabilizes Bone Morphogenetic Protein 7 Through Deubiquitination and Promotes HCC Proliferation via the SMAD/MAPK Pathway. DNA Cell Biol. 2024; 43(8):395-400.
[20] HUYUT Z, BAKAN N, YILDIRIM S, et al. Can zaprinast and avanafil induce the levels of angiogenesis, bone morphogenic protein 2, 4 and 7 in kidney of ovariectomised rats? Arch Physiol Biochem. 2022;128(4): 945-950.
[21] RAMING R, CORDASIC N, KIRCHNER P, et al. Neonatal nephron loss during active nephrogenesis results in altered expression of renal developmental genes and markers of kidney injury. Physiol Genomics. 2021;53(12):509-517.
[22] TAKANO M, TODA S, WATANABE H, et al. Engineering of a Long-Acting Bone Morphogenetic Protein-7 by Fusion with Albumin for the Treatment of Renal Injury. Pharmaceutics. 2022;14(7):1334.
[23] DUDLEY AT, LYONS KM, ROBERTSON EJ. A requirement for bone morphogenetic protein-7 during development of the mammalian kidney and eye. Genes Dev. 1995;9(22):2795-2807.
[24] LUO G, HOFMANN C, BRONCKERS AL, et al. BMP-7 is an inducer of nephrogenesis, and is also required for eye development and skeletal patterning. Genes Dev. 1995;9(22):2808-2820.
[25] BEJOY J, FARRY JM, PEEK JL, et al. Podocytes derived from human induced pluripotent stem cells: characterization, comparison, and modeling of diabetic kidney disease. Stem Cell Res Ther. 2022; 13(1):355.
[26] PENG W, ZHOU X, XU T, et al. BMP-7 ameliorates partial epithelial-mesenchymal transition by restoring SnoN protein level via Smad1/5 pathway in diabetic kidney disease. Cell Death Dis. 2022;13(3):254.
[27] 刘星辰,王璟,刘博阳,等.PTH缺失通过诱导肾脏细胞衰老和衰老相关分泌表型分子表达而加速肾脏纤维化[J].现代生物医学进展,2024,24(16):3006-3012.
[28] 焦楠,张蕊.EUK134对衰老相关肾脏纤维化的作用[J].实用医技杂志,2023,30(8):602-604.
[29] MOHAMMADI Y, ZANGOOEI M, SALMANI F, et al. Effect of crocin and losartan on biochemical parameters and genes expression of FRMD3 and BMP7 in diabetic rats. Turk J Med Sci. 2023;53(1):10-18.
[30] ZEDER K, SIEW ED, KOVACS G, et al. Pulmonary hypertension and chronic kidney disease: prevalence, pathophysiology and outcomes. Nat Rev Nephrol. 2024;20(11):742-754.
[31] LU Y, FOG-POULSEN K, NØRREGAARD R, et al. Gender-dependent bladder response to one-day bladder outlet obstruction. J Pediatr Urol. 2021;17(2):170.e1-170.e10.
[32] TAGLIENTI M, GRAF D, SCHUMACHER V, et al. Bmp7 drives proximal tubule expansion and determines nephron number in the developing kidney. Development. 2022;149(14):dev200773.
[33] KORBUT AI, ROMANOV VV, KLIMONTOV VV. Urinary Markers of Tubular Injury and Renal Fibrosis in Patients with Type 2 Diabetes and Different Phenotypes of Chronic Kidney Disease. Life (Basel). 2023;13(2):343.
[34] LI J, YU C, SHEN F, et al. Class IIa histone deacetylase inhibition ameliorates acute kidney injury by suppressing renal tubular cell apoptosis and enhancing autophagy and proliferation. Front Pharmacol. 2022;13:946192.
[35] SONG SH, HAN D, PARK K, et al. Bone morphogenetic protein-7 attenuates pancreatic damage under diabetic conditions and prevents progression to diabetic nephropathy via inhibition of ferroptosis. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1172199.
[36] 毛小英,谭忠华,孙春锋.血清BMP-7与99mTc-DTPA肾动态显像在糖尿病肾病中的相关性研究[J].南京医科大学学报(自然科学版),2020,40(1):96-99+103.
[37] 朱虹,赵贵辛,刘铁奇,等.血清骨形态发生蛋白-7与2型糖尿病肾病病变程度的临床研究[J].中华临床医师杂志(电子版), 2014,8(9):1615-1619.
[38] VUKICEVIC S, BASIC V, ROGIC D, et al. Osteogenic protein-1 (bone morphogenetic protein-7) reduces severity of injury after ischemic acute renal failure in rat. J Clin Invest. 1998;102(1):202-214.
[39] YEH LC, ADAMO ML, OLSON MS, et al. Osteogenic protein-1 and insulin-like growth factor I synergistically stimulate rat osteoblastic cell differentiation and proliferation. Endocrinology. 1997;138(10):4181-4190.
[40] SREEKUMAR V, ASPERA-WERZ RH, TENDULKAR G, et al. BMP9 a possible alternative drug for the recently withdrawn BMP7? New perspectives for (re-)implementation by personalized medicine. Arch Toxicol. 2017;91(3):1353-1366.

引言

材料方法

1.1 设计动物实验研究，采用单因素方差分析比较样本均数。
1.2 时间及地点实验于2023年10月至2024年1月在山西医科大学汾阳学院科技中心完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物成年健康ICR小鼠60只(雄性16只，雌性44只)，购于山西医科大学动物实验中心，动物合格证号：SCXK(晋)2019-0004。实验方案经山西医科大学汾阳学院伦理委员会审查批准(批件号：2023013)。
1.3.2 主要试剂小鼠BMP-7的兔源多克隆抗体(批号：12221-1-AP)、小鼠GAPDH的兔源多克隆抗体(批号：60004-1-Ig)、酶标亲和纯山羊抗兔抗体(批号：SA00001-2)、免疫组化检测通用试剂盒、动物组织总蛋白提取试剂盒均购自武汉三鹰生物技术有限公司；BCA蛋白浓度测定试剂盒购自亚科因生物技术有限公司；SDS-PAGE凝胶配置试剂盒、PVDF膜购自碧云天生物技术有限公司。
1.4 实验方法
1.4.1 样本制备按雌雄比例1∶1进行配对饲养，每日早上7点和晚上6点观察雌鼠的受孕情况，并清洁鼠笼。首次观察到乳白色阴道栓脱落的时间，定为胚胎发育的起始日(E0 d)。将受孕后的雌鼠单独饲养2周后，继续每日早上7点和晚上6点检查生产情况，记录仔鼠出生的最早时间，作为出生后发育的起始日(N0 d)。将受孕的雌鼠随机分为11组，每组包含4只孕鼠。每只孕鼠提供4只胎鼠或仔鼠作为实验样本，分别在胚胎发育的第12，14，16，18天，以及出生后的第1，3，7，14，24，40，70天收集胎鼠和仔鼠的肾脏。
使用2%戊巴比妥钠，按3 mL/kg剂量腹腔注射，使孕鼠进入麻醉状态。无菌条件下冰上取材，将胚龄12 d的胎鼠全胚迅速置于40 g/L多聚甲醛溶液中进行固定。对于胚龄14，16，18 d的胎鼠和出生后1，3，7，14，24，40，70 d的仔鼠，首先用眼科剪取出左侧肾脏并固定，经过梯度乙醇脱水、二甲苯透明、石蜡定向包埋后，制成5 μm厚的连续切片。同时，取出上述胎鼠和仔鼠的右侧肾脏，迅速置于液氮中冷冻，保存在-80 ℃的低温环境中，以备蛋白免疫印迹使用。
1.4.2 免疫组织化学染色将制备完成的石蜡切片放入60 ℃恒温箱中烤片2 h，恢复至室温后经二甲苯和梯度乙醇脱蜡至水，蒸馏水浸洗3次，用柠檬酸修复液进行抗原热修复，室温自然冷却，TBS冲洗，加入体积分数3%H2O2室温孵育10 min以灭活内源性过氧化物酶，TBS冲洗，在室温下使用体积分数5%山羊血清封闭处理1 h，轻轻甩去多余的血清，将BMP-7特异性一抗以1∶800的比例稀释，在4 ℃条件下孵育过夜，以确保抗原与抗体充分结合，次日将切片复温，TBS清洗，滴加抗兔/小鼠的HPR标记聚合物，室温孵育30 min，TBS冲洗，使用DAB工作液显色，镜下控制反应时间，结束后用蒸馏水洗涤，苏木精复染核1 min，流水冲洗5 min后放入盐酸乙醇分化3 s，脱水后滴加中性树胶封固，PBS代替一抗作为阴性对照，显微镜下观察。
1.4.3 体视学测量为更好地描述免疫组织化学切片中BMP-7阳性表达范围的变化，借助体视学测量方法，从每组肾脏组织切片中等间隔选取5张，用油镜观察。按照“之”字形的路径随机选取5个阳性视野，以确保观察的广泛性和随机性。利用方格测试系统，点计数法来计算BMP-7阳性反应物的体密度值，具体的计算公式：VV=ΣPX/ΣPC，其中VV代表体积密度，ΣPX代表存在阳性表达的肾脏组织落入方格测试系统的点数，ΣPC为落在参照系(肾脏组织)的点数[17]。
1.4.4 蛋白免疫印迹法于-80 ℃取出待用的肾组织，每100 mg组织中加入1 mL预冷的组织裂解Buffer A，在冰浴条件下充分超声处理，以确保组织裂解完全，4 ℃、10 000 r/min离心5 min，分离上清液，取部分样品测定蛋白浓度，将剩余蛋白的浓度配平，按3∶1的比例混合蛋白样品和SDS-PAGE上样缓冲液，100 ℃沸水浴加热5 min，蛋白充分变性，冷却至室温，500 r/min离心3 min，取上清液15 μL，上样至SDS-PAGE凝胶的加样孔中，电泳后采用电转技术将样本蛋白湿转到PVDF膜上，为减少抗原抗体非特异性结合，将膜置于50 g/L脱脂奶粉中，于摇床上封闭2.5 h，封闭完成后加入以1∶1 000比例稀释的兔抗鼠BMP-7抗体和1∶10 000比例稀释的GAPDH抗体，在4 ℃条件下摇床孵育过夜，以增强特异性结合，次日使用TBST溶液洗膜3次，以去除未结合的抗体，加入以1∶5 000比例稀释的酶标亲和纯山羊抗兔IgG，在室温下摇床孵育1.5 h，再次用TBST溶液洗膜3次，在避光条件下，冰上配置化学发光试剂，采用Fluorchem V2.0系统扫描膜上的条带，测定灰度值，利用Image J软件对目的蛋白与GAPDH的灰度值比值进行半定量分析。
1.5 主要观察指标 ①在小鼠肾脏发生发育过程中，采用免疫组织化学技术结合体视学方法观察和分析BMP-7的表达；②采用蛋白免疫印迹法对不同发育阶段小鼠肾组织内BMP-7的表达进行半定量分析。
1.6 统计学分析实验计量数据用x±s表示，应用SPSS 20.0软件统计各组样本数据，各组之间比较采用单因素方差分析，P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经过山西医科大学汾阳学院统计学专家审核。

讨论

骨形态发生蛋白是属于转化生长因子β超家族的多功能细胞因子，参与铁代谢、肌肉发育、器官形成以及癌症发展等许多生物学过程，其对于生物体的发育和内部环境的稳定至关重要[18-20]。BMP-7是肾早期发育的关键调节因子，对肾脏的发育起着非常重要的作用[21-22]。已有研究证实，小鼠BMP-7基因敲除后，在E13.5 d就出现了肾单位祖细胞的大量异常凋亡，导致肾脏发育严重受损，而BMP-7基因突变可致肾小球形成障碍，这可能是多种人类遗传性肾脏疾病的病因[23-24]。那么，BMP-7作为支持肾祖细胞增殖和自我更新所需要的少数生长因子，在正常肾脏发育过程中的时空表达如何？在不同的发育阶段可能发挥哪些作用呢？为进一步探讨BMP-7与肾脏发生发育的关系，该研究运用免疫组织化学技术、体视学方法和蛋白免疫印迹法，观察不同发育阶段小鼠肾脏中BMP-7的表达及含量变化，探寻BMP-7分布规律以及与肾脏发生发育的内在联系，为相关性肾脏疾病的研究和治疗提供一定的理论依据。
哺乳动物肾脏起源于中胚层，由输尿管芽和生后肾组织相互诱导发育而来，其中输尿管芽发育为集合管、肾盂、肾盏和输尿管，生后肾组织发育为肾小体、肾小管以及肾被膜[25]。实验结果显示，E12 d时，BMP-7在输尿管芽和生后肾组织中广泛表达，这表明BMP-7可能参与二者的相互诱导过程，在维持肾祖细胞增殖和自我更新中发挥一定的作用。E14 d时，输尿管芽的基底膜以及各期肾小体均有BMP-7表达，推测在肾脏形态发生过程中，BMP-7能促进间充质细胞向肾单位上皮细胞转化，参与了肾单位的形态发生。此后，随着远曲小管的发育，BMP-7在远曲小管的表达范围逐渐增加，这提示BMP-7可能是一种肾小管形态生长因子，参与肾小管形成和成熟过程。而PENG等[26]对成鼠的研究也证实了BMP-7与成鼠远端小管的功能维持密切相关。众所周知，肾脏衰老的过程会发生肾小球硬化、肾小管间质纤维化等改变[27-28]。N70 d时，小鼠的发育进入老年期，BMP-7不仅在肾小体表达较为强烈，而且在肾间质中也出现了表达，推测BMP-7在一定程度上也抑制了老年肾脏的纤维化，从而在肾脏衰老过程中发挥保护作用。已有研究证实，BMP-7在病理状态下可以预防肾小球硬化、减少肾小管细胞凋亡并在肾纤维化中抑制转化生长因子β诱导的上皮-间充质转化[29-31]。
在肾脏发育阶段，BMP-7表达逐渐下降，这可能与生肾区逐渐变薄以及间充质向上皮转化的减少有关，发育至N7 d时，皮质生肾区消失，肾单位数量不再增加，BMP-7的表达也降至最低。因此，在肾脏发育过程中特别是胚胎时期，BMP-7可能与肾小体和肾小管的数目有关，这与TAGLIENTI等[32]报道的BMP-7决定肾单位数量的观点一致。N7 d后，肾单位数目保持相对稳定，而BMP-7表达缓慢升高，这提示随着肾小体、肾小管结构和功能的完善，BMP-7可能参与肾单位的逐步成熟过程。然而，在肾脏衰老过程中BMP-7的表达量上升，恰好证实了BMP-7抗损伤的作用[33]。
综上所述，BMP-7在肾发生发育的各阶段均有表达，分布特点具有显著的时空性。在肾脏发育早期，BMP-7参与调节输尿管芽与生后肾组织的发育分化，随后进一步促进肾单位的成熟与完善，且在一定程度上影响着肾单位的数量。肾脏发育成熟以后，BMP-7可能在维持肾小体、远曲小管的生理功能和抗损伤方面发挥着一定的作用。由此可见，BMP-7表达在肾脏的全生命周期，且与肾脏的发育和功能维持均有关系。据报道，BMP-7不仅在急慢性肾病中能对抗肾纤维化以延缓肾损伤，而且可以通过检测血清BMP-7含量反映糖尿病肾病严重程度并指导临床早期诊断，在肾脏疾病治疗领域亦有潜在价值[6，14，34-37]。但BMP-7的临床应用存在两大问题，一方面其半衰期短，给药后会经肾小球过滤迅速排出体外；另一方面大剂量使用BMP-7可能引发异常成骨作用等不良反应[38-40]。关于BMP-7在相关性肾脏疾病方面的诊断和治疗价值还需要进一步研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

骨形态发生蛋白7在小鼠肾发育中的时空表达

Spatiotemporal expression of bone morphologic protein 7 in mouse kidney development

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 3

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	杨志杰, 赵瑞, 杨昊霖, 李小韵, 李扬博, 黄佳纯, 林燕平, 万雷, 黄宏兴. 绝经后骨质疏松症：肌肉质量、握力、四肢骨骼肌质量指数的预测价值[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1073-1080.
[2]	彭团辉, 宋洪明, 杨玲, 丁小歌, 蒙鹏骏. 长期耐力运动对自然衰老小鼠kl/FGF23轴及钙磷代谢的影响[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1089-1095.
[3]	阴勇成, 赵相瑞, 杨志杰, 李政, 李芳, 宁斌. 过氧化物还原酶1在脊髓损伤后小胶质细胞炎症反应中的作用及机制[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1106-1113.
[4]	张久轩, 张晋楠, 眭肖凡, 裴霞霞, 魏建宏, 苏强, 李甜. 氨中毒对小鼠认知行为和海马神经元突触的影响[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1122-1128.
[5]	胡静, 朱伶, 谢娟, 孔德营, 刘豆豆. 自噬影响组蛋白修饰标记H3K4me3调控小鼠早期胚胎发育[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1147-1155.
[6]	李郝静, 王新, 宋成林, 张胜男, 陈云昕. 上斜方肌处体外冲击波与运动控制训练治疗慢性非特异性颈痛[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1162-1170.
[7]	刘煜, 雷森林, 周锦涛, 刘辉, 李先辉. 有氧和抗阻运动改善肥胖相关认知障碍的作用机制[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1171-1183.
[8]	余慧芬, 莫李存, 程乐平. 5 -羟色胺在组织损伤修复中的地位与角色[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1196-1206.
[9]	王正业, 刘万林, 赵振群. miRNA在激素诱导股骨头坏死机制中的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1207-1214.
[10]	部洋洋, 宁新丽, 赵琛. 关节腔注射治疗颞下颌关节骨关节炎：不同药物与多种联合治疗方案[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1215-1224.
[11]	文凡, 向阳, 朱欢, 庹艳芳, 李锋. 运动干预改善2型糖尿病患者的微血管功能[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1225-1235.
[12]	刘新月, 李春年, 李一卓, 徐世芳. 口腔牙槽骨缺损的再生修复[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1247-1259.
[13]	冷晓轩, 赵玉欣, 刘西花. 不同神经调控刺激方式改善帕金森病患者非运动症状的网状Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1282-1293.
[14]	温小龙, 翁锡全, 冯瑶, 曹文燕, 刘玉倩, 王海涛, . 炎症对2型糖尿病患者血清抗菌多肽及铁代谢相关参数影响的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1294-1301.
[15]	杨泽雨, 支亮, 王佳, 张婧欹, 张清芳, 王玉龙, 龙建军. 高频重复经颅磁刺激研究热点宏观角度的可视化分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1320-1330.