基因總覽
BMP4 的正式名稱為 bone morphogenetic protein 4，屬於蛋白質編碼基因，其產物是 TGF-beta 家族的生長因子。此蛋白質參與多種發育過程，包括神經生成、血管發育、血管新生與骨生成；來源也指出它與胚胎乳腺導管生長、毛囊誘導及牙齒發育相關。這些角色反映 BMP4 在發育調控中的多面性；具體訊號傳遞方式與不同發育情境中的作用，另於功能說明中整理。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC，可能包含歷史名稱；蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000245451 ★ | 53,949,736–53,956,825 | 4 |
| ENST00001107398 | 53,944,482–53,956,874 | 5 |
| ENST00001107399 | 53,944,482–53,956,874 | 4 |
| ENST00001107400 | 53,944,482–53,956,887 | 4 |
| ENST00000559087 | 53,949,736–53,956,874 | 4 |
| ENST00000890807 | 53,949,736–53,956,007 | 4 |
| ENST00000939838 | 53,949,736–53,956,355 | 4 |
| ENST00000939839 | 53,949,736–53,953,875 | 4 |
| ENST00000939840 | 53,949,736–53,953,477 | 3 |
| ENST00001135440 | 53,949,736–53,956,887 | 4 |
| ENST00000939841 | 53,949,737–53,953,432 | 2 |
| ENST00000417573 | 53,949,739–53,954,552 | 4 |
顯示 12/28 個蛋白質編碼轉錄本；canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製；核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置，細小區間加粗以利辨識；實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
BMP4 可啟動典型 BMP 訊號。它與第一型受體 BMPR1A 及第二型受體 BMPR2 結合；當三者在細胞表面形成複合體後，BMPR2 會磷酸化並活化 BMPR1A。接著 BMPR1A 磷酸化 SMAD1、SMAD5 與 SMAD8，這些分子移至細胞核，調節目標基因的轉錄，既可促進也可抑制其表現。
BMP4 的發育作用涵蓋多種組織。在胚胎乳腺發育中，它與 PTHLH/PTHRP 協同促進導管向外生長，並抑制毛囊誘導。牙齒發育方面，BMP4 可透過促進 IPO7 介導的 SMAD1 入核，正向調控牙齒發育調節因子 MSX1 的表現；它也透過促進 Wnt 訊號，支持 MSX1 介導的間葉臼齒牙胚發育越過芽期。牙胚間葉形成期間，BMP4 正向調節成牙本質細胞分化；到了鐘形期，MSX1 透過抑制 CTNNB1 訊號而抑制 BMP4 表現。此外，BMP4 可經由 MSX1 介導的途徑，在牙齒間葉細胞及鄰近牙上皮細胞中誘導自身表現。
BMP4 也能透過非典型 BMP 路徑傳遞訊號，包括 ERK/MAP kinase、PI3K/Akt 或 SRC 級聯反應。例如，它可誘導 SRC 磷酸化，進而活化 VEGFR2，帶來血管新生反應。來源將 BMP4 的作用連結至神經生成、血管發育、血管新生與骨生成等發育過程；其在不同組織中的具體作用則會隨發育情境而異。
Promoter 與基因調控
>BMP4 ENST00000245451 GRCh38 chr14:53956725-53957825 strand=-1 5′→3′ 相對 TSS：-1000 到 +100 bp；1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列；TSS = 0，兩端包含，未驗證為 promoter AATATGATTACTAAAATGTTTTTATATGAAAGGGCCAATTCCTCATCTCCCCTCTTCCTTTAAAAACAGA CCAAGGGGCATCTTTTCTTGTCTCCCTGTGGCCTAAAAGGTTACTGCTTCTGTGGTTATCTCCTTGGAAA GACAGAGTGTCAGGACTCTTAGGTACACCAAAAATGAACAAAAAAATCAACAACAACCATAACACCAACA AAAATAACTGCTGTGTCGGTTCTTAAGACGGCTTCTGAGCTAGAAACAGATTTTTCTAACTGTAAAAAAC GTGGCCCCAGCCTGTCTGCAGGCCACCTCTGTCTTTAGGCCTTGGGGGGAGGAGGGAAGTGAGCTCATTT ACTGGGGTCTACCTCAGGGTCATCACCAAGGTGTTCTACAAAACGCACTTTAAGAATGTTTTGGAAGGAA ATTCACCTTTTAACAGCCCAAGAGGTATCTCTCTCTGGCACACAGTTCTGCACACAGCCTGTTTCTCAAC GTTTGGAAATCTTTTAACAGTTTATGGAAGGCCACCTTTTAAACCGATCCAACAGCTCCTTTCTCCATAA CCTGATTTTAGAGGTGTTTCATTATCTCTAATTACTCAGGGTAAATGGTGATTACTCAGTGTTTTAATCA TCAGTTTGGGCAGCAGTTACACTAAACTCAGGGAAGCCCAGACTCCCATGGGTATTTTTGGAAGGTACGG CGACTAGTCGGTGCATGCTTTCTAGTACCTCCGCACGTGGTCCCCAGGTGAGCCCCAGCCGCTTCCCAGA GCTGGAGGCAGCGGCGTCCCAGCTCCGACGGCAGCTGCGGACTCGGGCGCTGCCTGGGCTTCCGGGACCC GGGCCTGCTAGGCGAGGTCGGGCGGCTGGAGGGGAGGATGTGGGCGGGGCTCCCATCCCCAGAAAGGGAG GCGAGCGAGGGAGGAGGGAAGGAGGGAGGGGCCGCCGGGGAAGAGGAGGAGGAAGGAAAGAAAGAAAGCG AGGGAGGGAAAGAGGAGGAAGGAAGATGCGAGAAGGCAGAGGAGGAGGGAGGGAGGGAAGGAGCGCGGAG CCCGGCCCGGAAGCTAGGTGAGTGTGGCATCCGAGCTGAGGGACGCGAGCC
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 4 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| BMP4_1 ↗ | 14:53,953,395 | 負股 | 53,953,385–53,953,444 |
| BMP4_3 ↗ | 14:53,954,783 | 負股 | 53,954,773–53,954,832 |
| BMP4_2 ↗ | 14:53,956,822 | 負股 | 53,956,812–53,956,871 |
| BMP4_4 ↗ | 14:53,958,781 | 負股 | 53,958,771–53,958,830 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38，GRCh38/hg38，透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE／RAMPAGE 等實驗資料支持；任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能，不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控／motif 註解
ENSR14_5GNM68 · CTCF_binding_site · 53952739–53952760 · regulatory
ENSR14_9RF7L · promoter · 53953445–53953945 · regulatory
ENSR14_83KSFP · promoter · 53954542–53954681 · regulatory
ENSR14_D4N9J · enhancer · 53954682–53956800 · regulatory
ENSR14_BDP59 · promoter · 53956801–53957315 · regulatory
ENSR14_83KSHN · enhancer · 53957889–53958101 · regulatory
· motif · 53952741–53952757 · motif
· motif · 53953471–53953480 · motif
· motif · 53953471–53953480 · motif
· motif · 53954455–53954470 · motif
· motif · 53956761–53956770 · motif
· motif · 53956990–53956999 · motif
· motif · 53957076–53957092 · motif
· motif · 53957076–53957092 · motif
· motif · 53957085–53957094 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：408 aa
BMP4 蛋白質長 408 個胺基酸，屬於 TGF-beta 家族。序列註解指出，其第 1 至 19 位胺基酸為訊號肽；第 283 至 307 位胺基酸區段被標註為無序區。
蛋白質三維結構
細胞內定位
BMP4 被標註為分泌型蛋白質，位於細胞外空間及細胞外基質。 來源未提供其定位隨條件或異構型改變的資訊。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
細胞外定位：圓點散佈於細胞周圍，與細胞膜保持距離。
動物細胞結構示意；器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化；點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度，圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
更多交互作用夥伴 · 已取得 1 個夥伴
- BMPR1AP36894 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
BMP4 可形成以雙硫鍵連結的同源二聚體（依相似性推定）。它與 BMPR1A、BMPR2 互作，並可與 GREM2、SOSTDC1、FBN1、FBN2、SCUBE3 及 TGFBR3 互作；其中與 FBN1 的互作涉及其 N 端結構域。BMP4 也參與由 TWSG1 與 CHRD 組成的複合體。HTRA1 或 HTRA3 與 BMP4 的互作會抑制 BMP4 介導的訊號，且此抑制需要 HTRA 蛋白酶活性；FSTL1 與 BMP4 互作則抑制 BMP4/SMAD1/5/8 訊號路徑的活化。
疾病與遺傳關聯
BMP4 基因變異與第六型症候群性小眼症（MCOPS6）及第十一型非症候群性口顏裂（OFC11）有關，來源描述兩種疾病均由影響該基因的變異所致。MCOPS6 的特徵包括小眼或無眼，並可伴隨臉部、生殖器、骨骼、神經或內分泌異常；OFC11 則為出生缺陷，可有唇裂並伴或不伴顎裂。
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列，以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄，方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣；一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 5 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | BMP4 是 TGF-beta 超家族生長因子，參與神經生成、血管發育、血管新生與骨生成；在胚胎乳腺發育中與 PTHLH/PTHRP 協同促進導管生長並抑制毛囊誘導。它透過 BMPR1A、BMPR2 與 SMAD1/5/8 傳遞典型訊號，也參與 MSX1 相關的牙齒發育與成牙本質細胞分化；另可經非典型路徑促進血管新生。 | 含實驗來源 | 證據與來源Growth factor of the TGF-beta superfamily that plays essential roles in many developmental processes, including neurogenesis, vascular development, angiogenesis and osteogenesis. Acts in concert with PTHLH/PTHRP to stimulate ductal outgrowth during embryonic mammary development and to inhibit hair follicle induction (By similarity). Initiates the canonical BMP signaling cascade by associating with type I receptor BMPR1A and type II receptor BMPR2. Once all three components are bound together in a complex at the cell surface, BMPR2 phosphorylates and activates BMPR1A. In turn, BMPR1A propagates signal by phosphorylating SMAD1/5/8 that travel to the nucleus and act as activators and repressors of transcription of target genes. Positively regulates the expression of odontogenic development regulator MSX1 via inducing the IPO7-mediated import of SMAD1 to the nucleus (By similarity). Required for MSX1-mediated mesenchymal molar tooth bud development beyond the bud stage, via promoting Wnt signaling (By similarity). Acts as a positive regulator of odontoblast differentiation during mesenchymal tooth germ formation, expression is repressed during the bell stage by MSX1-mediated inhibition of CTNNB1 signaling (By similarity). Able to induce its own expression in dental mesenchymal cells and also in the neighboring dental epithelial cells via an MSX1-mediated pathway (By similarity). Can also signal through non-canonical BMP pathways such as ERK/MAP kinase, PI3K/Akt, or SRC cascades. For example, induces SRC phosphorylation which, in turn, activates VEGFR2, leading to an angiogenic response PMID 25868050 ↗ · PMID 29212066 ↗ · PMID 31363885 ↗ · PMID 8006002 ↗ |
| 交互作用 | BMP4 可形成雙硫鍵連結的同源二聚體，並與多種蛋白質互作或參與複合體。HTRA1、HTRA3 的互作會抑制 BMP4 介導的訊號，且需要 HTRA 蛋白酶活性；FSTL1 的互作則抑制 BMP4/SMAD1/5/8 訊號路徑活化。來源亦列出其與 GREM2、SOSTDC1、FBN1、FBN2、BMPR1A、BMPR2、SCUBE3 及 TGFBR3 的互作。 | 含實驗來源 | 證據與來源Homodimer; disulfide-linked (By similarity). Interacts with GREM2. Part of a complex consisting of TWSG1 and CHRD. Interacts with the serine proteases, HTRA1 and HTRA3; the interaction with either inhibits BMP4-mediated signaling. The HTRA protease activity is required for this inhibition (By similarity). Interacts with SOSTDC1. Interacts with FBN1 (via N-terminal domain) and FBN2. Interacts with type I receptor BMPR1A. Interacts with type II receptor BMPR2. Interacts with FSTL1; this interaction inhibits the activation of the BMP4/Smad1/5/8 signaling pathway. Interacts with SCUBE3. Interacts with TGFBR3 PMID 15020244 ↗ · PMID 18184661 ↗ · PMID 18339631 ↗ · PMID 29212066 ↗ · PMID 33308444 ↗ · PMID 8006002 ↗ |
| 細胞定位 | BMP4 為分泌型蛋白質，定位於細胞外空間及細胞外基質。 | 資料庫紀錄 | |
| 疾病關聯 | 第六型症候群性小眼症（MCOPS6）由影響 BMP4 基因的變異所致。疾病涉及小眼或無眼，嚴重程度可從單眼偏小至雙側完全缺少眼部組織，且可能伴隨臉部、生殖器、骨骼、神經及內分泌異常。 | 含實驗來源 | 證據與來源Microphthalmia, syndromic, 6 MCOPS6 A disease characterized by microphthalmia/anophthalmia associated with facial, genital, skeletal, neurologic and endocrine anomalies. Microphthalmia is a disorder of eye formation, ranging from small size of a single eye to complete bilateral absence of ocular tissues (anophthalmia). In many cases, microphthalmia/anophthalmia occurs in association with syndromes that include non-ocular abnormalities. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 607932 PMID 18252212 ↗ |
| 疾病關聯 | 第十一型非症候群性口顏裂（OFC11）由影響 BMP4 基因的變異所致。此出生缺陷包含唇裂，可伴隨或不伴隨顎裂；唇裂可單側或雙側，程度從上唇小缺口到延伸至鼻孔底部並涉及上牙齦的完整裂口不等。 | 含實驗來源 | 證據與來源Non-syndromic orofacial cleft 11 OFC11 A birth defect consisting of cleft lips with or without cleft palate. Cleft lips are associated with cleft palate in two-third of cases. A cleft lip can occur on one or both sides and range in severity from a simple notch in the upper lip to a complete opening in the lip extending into the floor of the nostril and involving the upper gum. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 600625 PMID 19249007 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GGAAGATGCGAGAAGGCAGAGGAGGAGGGAGGGAGGGAAG40GAGCGCGGAGCCCGGCCCGGAAGCTAGGTGAGTGTGGCAT80CCGAGCTGAGGGACGCGAGCCTGAGACGCCGCTGCTGCTC120CGGCTGAGTATCTAGCTTGTCTCCCCGATGGGATTCCCGT160CCAAGCTATCTCGAGCCTGCAGCGCCACAGTCCCCGGCCC200TCGCCCAGGTTCACTGCAACCGTTCAGAGGTCCCCAGGAG240CTGCTGCTGGCGAGCCCGCTACTGCAGGGACCTATGGAGC280CATTCCGTAGTGCCATCCCGAGCAACGCACTGCTGCAGCT320TCCCTGAGCCTTTCCAGCAAGTTTGTTCAAGATTGGCTGT360CAAGAATCATGGACTGTTATTATATGCCTTGTTTTCTGTC400AAGACACCATGATTCCTGGTAACCGAATGCTGATGGTCGT440TTTATTATGCCAAGTCCTGCTAGGAGGCGCGAGCCATGCT480AGTTTGATACCTGAGACGGGGAAGAAAAAAGTCGCCGAGA520TTCAGGGCCACGCGGGAGGACGCCGCTCAGGGCAGAGCCA560TGAGCTCCTGCGGGACTTCGAGGCGACACTTCTGCAGATG600TTTGGGCTGCGCCGCCGCCCGCAGCCTAGCAAGAGTGCCG640TCATTCCGGACTACATGCGGGATCTTTACCGGCTTCAGTC680TGGGGAGGAGGAGGAAGAGCAGATCCACAGCACTGGTCTT720GAGTATCCTGAGCGCCCGGCCAGCCGGGCCAACACCGTGA760GGAGCTTCCACCACGAAGAACATCTGGAGAACATCCCAGG800GACCAGTGAAAACTCTGCTTTTCGTTTCCTCTTTAACCTC840AGCAGCATCCCTGAGAACGAGGTGATCTCCTCTGCAGAGC880TTCGGCTCTTCCGGGAGCAGGTGGACCAGGGCCCTGATTG920GGAAAGGGGCTTCCACCGTATAAACATTTATGAGGTTATG960cDNA 使用 DNA 字母 T；mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區，未另外加入 poly(A) 尾；非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽，可複製或下載完整轉錄本與蛋白質；基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。