骨形态发生蛋白-4（BMP-4）是属于转化生长因子-β（TGF-β）分泌蛋白超家族，是一种二聚体，与具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的多聚体跨膜受体结合发挥其功能。BMP-4在胚胎组织中作为信号分子参与中枢和周围神经系统、肌肉组织和骨骼的信号通路调节，影响细胞的增殖、分化和凋亡。然而，BMP-4最为广泛熟知的功能还是参与哺乳动物的骨骼形成和发育维持，通常应用于骨骼发育研究中。
BMP-4在不同细胞中通常有哪些作用呢？
促进成骨分化：BMP-4能够促进骨髓基质干细胞（BMSCs）和脂肪干细胞（ADSCs）的成骨分化。在与ST2细胞共培养的实验中，BMP-4过表达在MLO-Y4细胞中能够通过Notch信号通路促进ST2细胞的成骨分化。此外，BMP-4通过调节细胞周期抑制剂来挽救老肌肉干细胞的骨再生潜力。
神经干细胞分化：BMP-4在神经干细胞（NSCs）分化过程中发挥作用，通过上调Id2的表达，促进了星形胶质细胞的分化。BMP信号通路中pSmad1/5/8及其下游Id2蛋白的表达被BMP-4调节，从而影响NSCs的分化方向。
维持胚胎干细胞的发育潜能：BMP-4可以调控下游靶基因Ube2s和Chmp4b来维持小鼠胚胎干细胞的发育潜能。在无血清培养体系中，BMP信号通路的激活对维持细胞的发育潜能和保障染色体的完整性发挥了重要作用。
诱导多能干细胞（iPSCs）分化：BMP-4被用于诱导iPSCs向软骨细胞分化，通过四环素（tet）控制的BMP-4表达iPSC系（iPSC-Tet/BMP-4），BMP-4的转录激活与增强的软骨形成相关。通过3D摇动悬浮培养系统，BMP-4的转录激活可以引导iPSC-Tet/BMP-4分化为无支架软骨颗粒中的软骨细胞。
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参考文献
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