骨唾液酸蛋白（Bone sialoprotein，简称BSP）是细 胞外基质中的一种酸性糖蛋白，其组织分布相对局限， 主要分布在矿化组织（如骨、牙齿）和钙化的软骨与骨的交界区， 其含量约占骨细胞外基质中非胶质蛋白质的15%。BSP为骨细胞外基质参与骨代谢， 血清BSP浓度可反映破骨细胞活性和骨吸收过程， 在一些骨代谢性疾病，如多发性骨髓瘤（MM）、无症状或良性甲状旁腺机能亢进症（PHPT）、Paget病，以及骨转移瘤病人中，血清BSP水平明显升高。
基本信息
自1994年首次发现BSP在乳腺癌细胞中表达后，BSP就引起研究者注意，并随后在其他易发生骨转 移的癌细胞中也确定有BSP的表达，而从BSP的组 织局限性来分析，它在癌细胞中的表达就应该与肿 瘤的骨转移有关。此外，BSP也具有刺激血管生成、 促进血管内壁增生的作用，因而也怀疑它与冠状动 脉硬化、冠心病等
心血管疾病有关。本文试就BSP的研究情况作一综述。
研究情况
结构和功能
骨唾液酸蛋白（BSP）是一个大的糖基化和磷酸 化蛋白质，富含唾液酸，唾液酸是神经氨酸的酸基化 衍生物，在BSP中为糖链末端的N-乙酰神经氨 酸。其
平均分子量是70～80kDa，核心蛋白部分 约为33～34kDa，大约含50%的
碳水化合物，既有O-糖链也有N-链，且糖链结构为复杂型。BSP基因序列分析结果显示，它是由317个氨基酸组成 的分泌蛋白，包合一个16个氨基酸的疏水信号序 列，引导蛋白进入内质网并分泌到脑外。在电子 显微镜下可观察到BSP呈小球形并连有丝状结构， 推测球状部分是蛋白质缺乏聚糖的C端结构，丝状 结构是蛋白质高度糖基化的N端结构。哺乳动 物的BSP具有高度保守区域。 从一级结构分析可知BSP是阴离子蛋白，含硫 酸酪氨酸、
酸性氨基酸富集区。靠近N-端的谷氨 酸富集区被认为是具有结合羟磷灰石（HA）的作 用，在组织钙化中表现为双重调节作用，一方面能 促进羟磷灰石（HA）聚集形成晶核，另一方面它又能 吸附于HA晶体表面而表现出抑制HA晶体生长的 特性。 BSP上靠近C-端有RGD细胞识别序列，即精- 甘-天（门）冬氨酸结构，这一结构也存在于其他一些 具有细胞粘附作用的细胞外基质蛋白中，并已确定 是通过与整合素家族中受体识别介导细胞粘附和细 胞迁移作用。在BSP上RGD
细胞识别序列是通过 与整合素。αvβ3识别介导
细胞表面与
细胞外基质的 粘附作用，并发现BSP细胞粘附作用不仅与RGD三肽有关，也与其侧面的高度保守区域及EPRGDNYR肽的三级结构有关，因为细胞粘附实 验表明变性BSP与细胞的结合能力减弱，环形的含RGD的BSP片段与细胞的粘附能力明显强于相应 的线性片段’。除RGD之外的细胞粘附位点定位 于酪氨酸富集区。
与血管生成
血管生成是指从已存在的血管中形成新的毛细 血管，对生长和组织修复有重要意义，并与一些疾病 有关，如牛皮癣、关节炎和癌症。在血管生成因 子刺激下，内皮细胞首先增殖，然后内皮下基底膜 降解并向其下的细胞外基质转移。血管生成不 仅依赖血管生成因子也和血管粘附分子有关。而αvβ3和αvβ5整合素受体与
内皮细胞生物活性和血管 生成有关，这些整合素是含有RGD细胞结合序列的 多种细胞外基质配体的受体。研究发现。αvβ3受体 在静止血管中不表达，但在血管生成过程中有很强 的表达上调现象，表明细胞可能是与一些新表达的 细胞外基质配体发生作用。在骨组织中BSP通过αvβ3整合素受体介导
成骨细胞和
破骨细胞的粘附作 用，而αvβ3整合素的配体在血管生成中发挥重要作 用，因而推断BSP与新血管生成有关，并已在研究 中证实，用特定的抗整合素抗体或含RGD多肽进行 干扰，能诱导内皮细胞的程序性死亡，共中断毛细血 管的生成过程。 Bellahcene等报道了重组人BSP能促进人脐 带
血管内皮细胞（HUVECs）的粘附性和趋药性转移， 这一过程涉及到HUVECs、αvβ3整合素受体和BSP的RGD序列的作用，并证明HUVECs通过RGD序列 与BSP粘附，αvβ3的单克隆抗体阻止BSP介导的HUVECs的粘附和转移，并抑制BSP的血管生成活 性，而αvβ3抗体不具这一作用。重组人BSP和含RGD BSP重组片段都能刺激血管生成。
与癌细胞骨转移
B8P的表达明显局限于骨相关细胞和滋养层 中，而在肿瘤中也有BSP表达就提示BSP在肿瘤向 骨转移过程中发挥作用。原发性乳腺癌病人的血清BSP升高可提示早期骨转移，并且与预后不良有明 显相关性，术前血清BSP升高的乳癌病人在术后 发生骨转移的危险性高。Bellahcene首次阐述了BSP在人乳腺癌转移组织中的表达，随后又在其 他一些癌症中发现BSP的表达，如骨肉瘤、破骨细 胞瘤、口腔癌和前列腺癌等。Sasaguri用致癌物DMBA局部作用于仓鼠须囊诱导形成的
鳞状细胞癌 中可检测到BSP的表达。 尽管在不同的人痛组织中经常观察到BSP的 表达，但在转化组织中BSP诱导表达的机理还不明 确。大部分的增殖和转移反应与BSP的RCD序列 相关，但也只是在转移反应中发挥部分作用，它同 时与
羟磷灰石聚集形成晶体有关。当BSP主链 上带有外源的EPRGDNYR氨基酸序列，而不是在纤 连蛋白中普遍存在的GRGDS时，在微克分子浓度下 能强烈抑制乳癌细胞和骨细胞外基质的粘附作 用，并且环状结构比线性结构更有效，另外，主链 结构上RGD三肽的改变或去除其侧面的NYR序列 能明显降低其抑制能力。因而带有EPRGDNYR序 列的环状结构有望成为体内抗肿瘤细胞与骨粘附的 制剂。 转移的肿瘤细胞就象生长中的胎盘滋养层具有 侵入性，能避开免疫监视而存活。补体一直被认为 是在肿瘤监视机制中发挥重要作用。H因子能调节 补体介导的细胞溶解，但它在侵入组织中被劫持就 使得细胞能逃避补体的作用。BSP、OPN（骨桥蛋白） 能和
补体因子H形成紧密的复合体，有可能导致补 体不能发挥作用。Fedarko报道了重组BSP和OPN能阻止鼠白血病细胞被人
补体系统的攻击，表现 出这一特征的还有人MCF-7乳癌细胞和U－226骨髓 瘤细胞。在使用特定多肽和抗体阻断BSP和OPN的活性实验中确定了肿瘤细胞逃避监视的这一机 制。
基因表达调控
BSP基因的表达局限在矿化组织中，是由成骨 细胞、破骨细胞以及其他一些骨相关细胞合成和分 泌的，仓鼠的非矿化组织中检测不到BSP的表 达，而它也在易发生骨转移的癌细胞中表达，因 而BSP
基因表达的调控不仅影响到成骨细胞的分 化，也影响到骨基质的矿化和肿瘤的转移。人BSP基因位于第四号染色体长臂上，总长度不超过11，1Kb，是单拷贝基因，具一个951个碱基的开放读 码框序列。 BSP基因表达的
顺式作用元件还不十分清楚。Benson等在鼠的BSP启动子上初步确定一成纤 维细胞特异性顺式作用元件，受一系列与骨生成有 关的因子的调节，并指出成骨细胞特异性表达BSP需要启动子上的一个发育同源结构域结合元件。 人、鼠等的BSP基因已被克隆和部分测序，它们的 启动子包含一个高度保守区（BSPbox），位于转录起 始位点上游的nt－370碱基处，这一区域有-TATA元件（－24～29），并与一
维生素D反应元件重叠， 另外还有调控位点CCAAT box（－50～－46）和一个AP－2（－447～-440），
转化生长因子β（TGF-β）激活 元件与AP－2位点重叠。再往上游有一
糖皮质激素 反应元件与AP－1位点重叠。
甲状旁腺素（PTH）作用于胚成骨细胞可使胞内BSP的mRNA水平提高2－4倍，并通过改变细胞内cAMP/PKA水平实现，成骨细胞特异性表达BSP需 要启动于上的一个发育同源结构域结合元件。IFN－α表现出在时间和剂量依赖性的抑制甲状分腺/甲状旁腺受体（PTH/PTHrP）基因的表达，但对其它
成纤维细胞标记物如BSP无影响。成纤维细胞生 长因子-2（FGF2）对骨生长发挥局部调节作用，静脉 注射FGF2刺激骨的形成和矿化，也促进BSP的表 达。在骨生长过程中糖皮质激素促进成纤维细胞的 分化和骨基质的形成，这一过程与其对BSP基因表 达的诱导有关。
地塞米松可刺激BSP的表达，而 钙三醇则抑制其表达。Cbfa因子（Cbfa1，2，3）介导 失控型BSP启动子的抑制，在有Cbfa因子表达的原 鸡属成纤维细胞中，内源BSP基因的表达发生了下 调。
重组表达研究
利用基因工程技术表达BSP可用于研究其功 能及作用机制，重组人BSP已在
大肠杆菌细胞 和
哺乳动物细胞中表达，以酵母表达系统来表达BSP还未见报道。Stubbs等用质粒pET－15b和pET－22b、E．coli BL－21细胞实现了BSP的胞内表达， 但奇怪的是应用上述载体和其他一些载体都不能得 到全长BSP，只得到一些具有空间折叠的未修饰的BSP片段。经羟磷灰石吸附实验验证，这些BSP片 段能与羟磷灰石（HA）结合，抑制HA晶体的生长， 但较天然BSP分子的抑制能力要弱，这仍能说明其HA结合能力是与
蛋白质结构直接相关的。此外， 包括磷酸化、硫酸化和糖基化的转录后修饰可能直 接或间接地影响BSP同
羟基磷灰石晶体表面的吸 附。 Wuttke等用BSP表达质粒转染人胚胎肾细胞 （EBNA－293，Invirogen），获得重组BSP蛋白，与骨BSP相比较，二者具有相似的二级结构，碳水化合物 分析显示重组蛋白糖基化程度较高，骨BSP与羟磷 灰石的亲和能力高于重组BSP，这可能与骨BSP中 寡聚精上带有更多的N-乙酰神经氨酸（NeuAc）有 关。 结语综上所述，BSP是具细胞粘附性能的细胞外基 质，参与细胞粘附、细胞转移和信号识别，不仅能介 导成纤维细胞、成骨细胞和破骨细胞粘附于固体基 质表面，其表达以及与相关的整合素/受体作用还直 接影响癌转化细胞的转移能力，并对血管生成有促 进作用。那么阻断BSP活性是否能抑制肿瘤的骨 转移以及是否有临床应用价值？从研究情况 来看，BSP的作用机制还不十分清楚，而RGD序列 的结构类似物已表现出抑制乳癌细胞和骨细胞外基 质的粘附作用，因而更深入地研究BSP的作用机 制，找到安全有效地阻断BSP活性的药物，探索其 作为药物治疗靶子的可行性，对临床治疗有重要意 义。