近日,公司陈贵钱课题组在《Bone Research》(中科院一区Top,影响因子15.0)发表题为“TGF-β/BMP signaling in skeletal biology: molecular mechanisms, regulatory networks, and therapeutic implications in development, regeneration, and disease”的前沿综述,概述了TGF-β和BMP信号通路的分子组成、调控机制及功能特性,及其在骨发育、骨再生及骨类疾病中的核心作用。B-Sports作为第一署名单位,研究生廖军光为该论文第一作者,陈贵钱副教授为本文最后通讯作者。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41413-025-00497-y
转化生长因子-β(Transforming Growth Factor-β,TGF-β)与骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Protein,BMP)主要包括经典Smad依赖途径(包括配体、受体及细胞内Smad蛋白)与非经典Smad非依赖途径(如p38 MAPK激酶级联反应),是细胞生命活动的核心调控枢纽,发挥着不可替代的作用。通过精密的分子机制协调成骨分化、软骨形成及骨重塑过程,维持骨稳态进程。

随着分子遗传学、功能基因组学及系统生物学的广泛应用,TGF-β/BMP信号在成骨细胞、软骨细胞、骨细胞及间充质干细胞中的时空调控机制不断被报道。该信号通路与Wnt/β-catenin、MAPK、PTH/PTHrP、FGF、Hedgehog、Notch、IGF/IGFR、mTOR、autophagy等关键信号网络的广泛交叉互作被逐步证实,其分子层面的深度整合共同确保骨骼发育的完整性、协调性与复杂性。

在临床层面,TGF-β/BMP信号失调与多种骨骼疾病密切相关,超过30种骨骼发育异常直接源于该信号通路活性紊乱,涉及骨骼畸形、代谢性骨病及恶性肿瘤等领域。例如,ACVR1/Alk2功能获得性突变引发进行性骨化性纤维发育不良,而BMP活性减弱则与骨质疏松症及骨折愈合障碍显著相关。随着全球老龄化加剧,骨质疏松相关并发症(如髋部骨折)及退行性关节病变的经济社会负担日益沉重。因此,深入阐明生理与病理状态下骨骼重塑的精确调控机制,不仅是揭示相关疾病本质的科学关键,更是开发精准诊疗策略、应对老龄化社会重大公共卫生挑战的迫切需求,具有重要的科学价值与深远的社会意义。

本综述系统整合了TGF-β/BMP信号通路的分子基础及其在骨骼生物学中的核心调控机制,深入解析其组织特异性调控网络,提示复杂体系中的关键交叉靶点,为骨骼疾病的精准药物研发与治疗策略提供了科学依据与新视角。未来,结构生物学、计算模型及临床试验的跨学科协同将加速TGF-β/BMP前沿发现向安全高效的精准疗法的转化,为终身骨骼健康提供多重保障。