自二十世紀(jì)以來(lái)，生物科學(xué)和生物工程技術(shù)迎來(lái)了蓬勃的黃金發(fā)展時(shí)期，各項(xiàng)生物技術(shù)迅速應(yīng)用到了生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn)，人體細(xì)胞可利用自身產(chǎn)物來(lái)調(diào)節(jié)各種生理和生化過(guò)程。上個(gè)世紀(jì)70年代中期，Gospodarow icz從牛腦垂體中純化出一種細(xì)胞生長(zhǎng)因子，因其能促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖，故被命名為成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（fibrobast growth factor，F(xiàn)GF)[1]。

今天，我們通過(guò)本篇文章了解FGF家族重要成員——bFGF！
FGF家族成員具有廣泛的有絲分裂和細(xì)胞存活活性，能有效參與到生物體的胚胎發(fā)育、細(xì)胞生長(zhǎng)、形態(tài)發(fā)生、組織修復(fù)、腫瘤生長(zhǎng)和侵襲等多種生物學(xué)過(guò)程。同時(shí)，該蛋白亦可作為內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖的修飾物。

按等電點(diǎn)的不同，F(xiàn)GF可分為堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basic fibrobast growth factor，bFGF)和酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（acid fibrobast growth factor，aFGF)。bFGF的等電點(diǎn)為9.6，且均為不含糖的肽類，有約56%相同氨基酸排列順序。它也被稱為FGF-2和FGF-β，是一種通過(guò)FGF-2基因編碼的生長(zhǎng)因子和信號(hào)蛋白。
 

bFGF結(jié)構(gòu)圖

bFGF是含155個(gè)氨基酸的陽(yáng)離子多肽，分子量為17 KD，對(duì)酸和熱敏感。分子結(jié)構(gòu)中有4個(gè)半胱氨基酸，分別位于第25、69、87、92位上。因此，天然的bFGF容易發(fā)生自身聚集，形成二聚體、三聚體等，導(dǎo)致活性喪失。大量研究表明，以絲氨酸（Ser)替代其中第25、69位的半胱氨酸殘基（Cys），bFGF的生物學(xué)功能亦不受影響。

bFGF的生物學(xué)功能
bFGF是重要的促有絲分裂的因子，也是形態(tài)發(fā)生和分化的誘導(dǎo)因子，主要擁有四大生物學(xué)作用：（1）促進(jìn)血管生成；（2）促進(jìn)創(chuàng)傷愈合與修復(fù)；（3）促進(jìn)組織再生；（4）參與神經(jīng)再生等。

作為細(xì)胞分裂原，bFGF體外作用十分強(qiáng)烈。在細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)領(lǐng)域，堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子是胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)基中的一個(gè)重要成分，其作用為使細(xì)胞在無(wú)血清培養(yǎng)基中保持未分化的狀態(tài)。但天然的bFGF在組織中含量極微，從組織中提取則成本高、產(chǎn)量低，因此目前均采用基因工程技術(shù)和發(fā)酵工程技術(shù)來(lái)制備，以便提高bFGF的產(chǎn)量和活性。

bFGF的強(qiáng)大修復(fù)作用
bFGF是哺乳動(dòng)物和人體中存在的一種非常微量的活性物質(zhì)，具有廣泛的生理功能和重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，分布區(qū)域極為廣泛：腦、心、肝、骨、眼、腎上腺、胎盤等處均有微量表達(dá)，且生理功能非常多樣化。bFGF對(duì)創(chuàng)傷細(xì)胞有明顯的趨向活性，能誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等向創(chuàng)傷部位移動(dòng)，激活巨噬細(xì)胞的吞噬功能，提高機(jī)體免疫活性，顯著降低創(chuàng)面被感染的機(jī)會(huì)。

根據(jù)臨床研究結(jié)果顯示，皮膚被深度燒傷后, 依靠自身的功能是難以完全康復(fù)的，即使經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間康復(fù)了也會(huì)留下累累傷痕。外用重組人堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子，對(duì)于來(lái)源于中胚層和外胚層的細(xì)胞，具有促進(jìn)修復(fù)和再生的作用。

從細(xì)胞自身的調(diào)控機(jī)制入手，在機(jī)體出現(xiàn)創(chuàng)傷時(shí)，修復(fù)過(guò)程中成纖維細(xì)胞是肉芽組織與膠原蛋白的基質(zhì)來(lái)源，而 bFGF作為其趨向劑與生長(zhǎng)刺激劑，在肉芽組織增生、血管形成中可發(fā)揮關(guān)鍵作用［2，3］。而且，bFGF 與相應(yīng)受體結(jié)合后，會(huì)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移，有利于毛細(xì)血管增生，促進(jìn)創(chuàng)面新細(xì)胞生長(zhǎng)分化，誘導(dǎo)皮下微血管形成，從而改善創(chuàng)面的微循環(huán)，使傷口上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)驟然加快, 創(chuàng)面很快就能愈合，不輕易留下疤痕。

bFGF最新研究
1.硫酸肝素蛋白多糖結(jié)合堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子促進(jìn)心肌損傷修復(fù)
2020年，中國(guó)科學(xué)院戴建武研究員及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)“硫酸肝素蛋白多糖結(jié)合堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子促進(jìn)心肌損傷修復(fù)”研究。

在該項(xiàng)研究中，戴建武團(tuán)隊(duì)將HSPG與堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）復(fù)合制備功能生物材料用于心梗損傷治療，希望利用HSPG與bFGF的高結(jié)合能力以及HSPG與心臟其它外基質(zhì)分子的高結(jié)合能力，實(shí)現(xiàn)bFGF在心臟損傷部位的富集和緩釋；利用HSPG與bFGF的結(jié)合抑制體內(nèi)蛋白酶對(duì)bFGF的降解；以及利用HSPG作為bFGF的共受體促進(jìn)bFGF與受體的高效結(jié)合及下游信號(hào)激活。

該項(xiàng)研究證實(shí)：HSPG復(fù)合bFGF可增加心梗后組織血管的新生，減少心臟不利重構(gòu)導(dǎo)致的心臟體積擴(kuò)大及心室壁擴(kuò)展變薄，最終改善心梗后心臟泵血功能。細(xì)胞外基質(zhì)分子及堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的特異結(jié)合作用，有力促進(jìn)不同組織再生。
 

2.bFGF促成纖維細(xì)胞遷移
溫州大學(xué)玄元虎等人針對(duì)bFGF開(kāi)展的一項(xiàng)研究結(jié)果表明，bFGF通過(guò)PI3K-Rac1-JNK通路，能明顯加快成纖維細(xì)胞的再生和遷移，進(jìn)而促進(jìn)創(chuàng)傷愈合。但bFGF促成纖維細(xì)胞遷移過(guò)程極其復(fù)雜，轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果顯示，bFGF調(diào)控多條信號(hào)通路，包括Hedgehog（Hh）和Wnt等經(jīng)典通路。

bFGF通過(guò)上調(diào)Smo蛋白的表達(dá)，激活PI3K-JNK-β-catenin通路，促進(jìn)細(xì)胞的遷移，而在bFGF下游的β-catenin通過(guò)調(diào)控Smo和Gli1蛋白，反饋調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的遷移速度。
 

Hh通路參與bFGF促成纖維細(xì)胞遷移的機(jī)制圖

bFGF 利用細(xì)胞信號(hào)通路對(duì)創(chuàng)傷修復(fù)中細(xì)胞的增殖調(diào)節(jié)，無(wú)論是對(duì)生物的正常健康組織還是對(duì)病理組織形成的認(rèn)識(shí)以及未來(lái)提供最精準(zhǔn)有效的治療手段都將有積極的意義。相信在不久的將來(lái)，依托日漸成熟的基因工程技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)技術(shù)，我們通過(guò)拓展對(duì)bFGF的應(yīng)用，在創(chuàng)傷組織修復(fù)應(yīng)用中，減少出血等并發(fā)癥，一定能提高相關(guān)疾病的臨床治療效果 ！

同立海源重組蛋白
北京同立海源生物專注細(xì)胞和基因治療上游GMP級(jí)原料試劑研發(fā)，具備十余年中試工藝生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，擁有哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)蛋白質(zhì)工程平臺(tái)，bFGF（貨號(hào)：GMP-TL401）采用HEK293真核細(xì)胞表達(dá)，生物活性優(yōu)于原核表達(dá)系統(tǒng)及酵母、昆蟲細(xì)胞等表達(dá)系統(tǒng)，有效避免了原核細(xì)胞表達(dá)蛋白不正確折疊，真核細(xì)胞具有翻譯后的修飾功能，能更好的維持天然蛋白構(gòu)相、活性更高、效果更好、穩(wěn)定性高。公司制藥級(jí)生產(chǎn)車間和藥用包材，保障了產(chǎn)品高性能和高穩(wěn)定性，支持細(xì)胞藥物研發(fā)企業(yè)臨床申報(bào)。

參考文獻(xiàn)：
[1]王璐，郭樹(shù)忠，隋繼強(qiáng)，等. 生長(zhǎng)因子緩釋微球的制備及其對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的影響〔J〕. 中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2007; 16( 11) : 1538-42.

[2]劉 華，陶宏軍.應(yīng)用重組人堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子治療小兒面頸部燒傷的臨床研究［J］.臨床和實(shí)驗(yàn)醫(yī) 學(xué)雜志，2012，12（1）：31-32.

[3]孫春沿，王麗萍.重組人堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子與磺胺嘧啶銀聯(lián)合治療燒傷的觀察［J］.山西醫(yī)藥雜志（下半月刊），2012，15（3）：285.