BMP9 is a potential therapeutic agent for use in oral and maxillofacial bone tissue engineering

SMAD公司 Wnt信号通路 小RNA 骨形态发生蛋白 生物信息学 表观遗传学 生物 口腔颌面外科 细胞生物学 医学 牙科 信号转导 遗传学 基因
作者
Liu Liu,Yue Chen,Dongzhe Song,Dingming Huang
出处
期刊:Biochemical Society Transactions [Portland Press]
卷期号:48 (3): 1269-1285 被引量:13
标识
DOI:10.1042/bst20200376
摘要

Oral and maxillofacial surgery is often challenging due to defective bone healing owing to the microbial environment of the oral cavity, the additional involvement of teeth and esthetic concerns. Insufficient bone volume as a consequence of aging and some oral and maxillofacial surgical procedures, such as tumor resection of the jaw, may further impact facial esthetics and cause the failure of certain procedures, such as oral and maxillofacial implantation. Bone morphogenetic protein (BMP) 9 (BMP9) is one of the most effective BMPs to induce the osteogenic differentiation of different stem cells. A large cross-talk network that includes the BMP9, Wnt/β, Hedgehog, EGF, TGF-β and Notch signaling pathways finely regulates osteogenesis induced by BMP9. Epigenetic control during BMP9-induced osteogenesis is mainly dependent on histone deacetylases (HDACs), microRNAs (miRNAs) and long noncoding RNAs (lncRNAs), which adds another layer of complexity. As a result, all these factors work together to orchestrate the molecular and cellular events underlying BMP9-related tissue engineering. In this review, we summarize our current understanding of the SMAD-dependent and SMAD-independent BMP9 pathways, with a particular focus on cross-talk and cross-regulation between BMP9 and other major signaling pathways in BMP9-induced osteogenesis. Furthermore, recently discovered epigenetic regulation of BMP9 pathways and the molecular and cellular basis of the application of BMP9 in tissue engineering in current oral and maxillofacial surgery and other orthopedic-related clinical settings are also discussed.
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