背景[1][2]
FGF,也稱為堿性纖維母細胞生長因子(bFGF)和FGF-β,生長因子和信號FGF2蛋白質編碼的基因。主要以155個氨基酸多肽的形式合成,形成18 kDa蛋白。然而,有4個備選起始密碼子提供了41、46、55或133個氨基酸的n端延伸,分別產(chǎn)生了22 kDa (196 aa總)、22.5 kDa (201 aa總)、24 kDa (210 aa總)和34 kDa (288 aa總)的蛋白質。
一般認為155aa / 18kda的低分子量(LMW)被認為是細胞質,可以從細胞中分泌,而高分子量(HMW)的形式被定向到細胞核中成纖維細胞生長因子蛋白于1975年首次純化,但不久之后,其他研究人員使用不同條件分離出堿性FGF、肝素結合生長因子-2和內皮細胞生長因子-2?;驕y序顯示,這一組實際上是相同的FGF2蛋白,是FGF蛋白家族的一員。
FGF2通過特異性成纖維細胞生長因子受體(FGFR)蛋白結合并發(fā)揮作用,F(xiàn)GFR蛋白本身構成一個密切相關的分子家族。Recombinant Rat bFGF是將堿性成纖維細胞生長因子的基因植入大腸桿菌中大量表達后純化所得。與其他FGF家族成員一樣,堿性成纖維細胞生長因子具有廣泛的有絲分裂和細胞存活活性,參與胚胎發(fā)育、細胞生長、形態(tài)發(fā)生、組織修復、腫瘤生長和侵襲等多種生物過程。在正常組織中,bFGF存在于基底膜和血管內皮下細胞外基質中。只要沒有信號肽,它就會保持膜狀。
有假說認為,在正常組織的創(chuàng)面愈合和腫瘤的發(fā)展過程中,肝素硫酸鹽降解酶的作用激活bFGF,從而介導新血管的形成,這一過程稱為血管生成。此外,F(xiàn)GF是由人脂肪細胞合成分泌的,其濃度與血樣BMI相關。
在與成纖維細胞生長因子受體1結合并激活磷酸肌苷3激酶后,它也以增殖增加的形式作用于成骨前細胞FGF已經(jīng)在初步的動物研究中被證明可以保護心臟免受與心臟病發(fā)作相關的損傷,減少組織死亡,促進再灌注后功能的改善最近的證據(jù)表明,低水平的FGF2在過度焦慮的發(fā)生中起著關鍵作用此外,F(xiàn)GF2是人類胚胎干細胞培養(yǎng)基的重要組成部分;生長因子是細胞保持未分化狀態(tài)所必需的,盡管其作用機制尚未明確。
它已被證明可以誘導gremlin的表達,進而抑制骨形態(tài)發(fā)生蛋白誘導分化。在小鼠飼養(yǎng)細胞依賴培養(yǎng)系統(tǒng)中,以及在飼養(yǎng)細胞和無血清培養(yǎng)系統(tǒng)中,它都是必要的。bb0 FGF2結合BMP4促進干細胞向中胚層譜系分化。在分化后,BMP4和FGF2處理的細胞通常比未處理的干細胞產(chǎn)生更多的成骨和軟骨分化。然而,低濃度的bFGF (10 ng/mL)可能對成骨細胞分化有抑制作用。
應用[3]
bFGF是一種促細胞分裂的肝素結合蛋白,可誘導多種細胞的增殖與分化,對神經(jīng)系統(tǒng)有重要作用。在不同種間bFGF結構的高度守恒性,提示它在個體發(fā)育中起著原始的促進作用。鑒于以往bFGF的研究多集中于中樞神經(jīng)系統(tǒng),在周圍神經(jīng)損傷后,bFGFmRNA的表達情況、bFGF受體表達的細胞、bFGF如何與受體識別以及結合后的變化bFGF促周圍神經(jīng)再生的機制,生理狀態(tài)下存在多種生長因子,它們的相互協(xié)調作用以及調節(jié)關系怎樣等,這些問題的闡明將為臨床提高周圍神經(jīng)損傷后的修復效果提供理論依據(jù)。
此外,由于bFGF易被酶分解,其在體內作用的發(fā)揮需持續(xù)長時間與靶細胞受體結合,如研究一種既能讓bFGF穩(wěn)定不受蛋白酶降解,又能使bFGF持久緩慢釋放的載體,則解決了bFGF臨床的一大難題。雖然bFGF在體內含量甚微,但分布廣泛,生理功能復雜多樣。bFGF生物活性的多效性以及神經(jīng)營養(yǎng)的廣譜性,為其從基礎走向臨床提供了保證,bFGF對于神經(jīng)損傷再生的研究,是對于神經(jīng)損傷治療領域的一個新的探索和拓寬,目前在動物實驗上已現(xiàn)成效。國內第二代基因重組h-bFGF也已經(jīng)問世,它的出現(xiàn),展示著bFGF臨床應用的光明前景。
參考文獻
1. Dionne CA, Crumley G, Bellot F, Kaplow JM, Searfoss G, Ruta M, Burgess WH, Jaye M, Schlessinger J (September 1990). "Cloning and expression of two distinct high-affinity receptors cross-reacting with acidic and basic fibroblast growth factors". The EMBO Journal. 9 (9): 2685–92. PMC 551973. PMID 1697263.
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3. Coleman SJ, Bruce C, Chioni AM, Kocher HM, Grose RP (August 2014). "The ins and outs of fibroblast growth factor receptor signalling". Clinical Science. 127 (4): 217–31. doi:10.1042/CS20140100. PMID 24780002.