碱性成纤维细胞生长因子bFGF及其22个家族成员的发现之旅

图示　FGFs家族成员

碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）是一种在生命科学领域具有广泛作用的生长因子，并有“神奇因子”之称。我国付小兵院士和李校堃院士在过去三十年对bFGF的基础和应用进行了深入系统研究，并推动了其产品化和临床应用，使bFGF成为国内为数不多的生长因子临床产品之一。除了在皮肤科学中的应用，bFGF还在其他生物学和医学领域中发挥着重要作用。今天，我们将带您深入了解bFGF的发现历史、生物学功能以及在各个领域的应用价值。

早在1940年，Hoftman（R.S.Hoffman）等在成年和胚胎大鼠脑和垂体的抽提物中发现一种能够促进成纤维细胞生长的物质。1974年，Gospodarow icz从牛的脑垂体中首次分离出了这种生长因子，因其能促进成纤维细胞增殖,故命名为成纤维细胞生长因子(fibrobastgrowth factor,FGF)。

随着bFGF的高度纯化(Bohlen，1984)、测序(Esch，1985，Simpson，1987)和DNA克隆成功(Araham，1986，Gospodarowicz，1984)引入肝素-琼脂糖亲和层析提纯bFGF，可得到纯度达90%以上，由此bFGF研究进入了新阶段。

进一步研究表明，FGF按等电点的不同，可分为碱性成纤维细胞生长因子(basic fibrobastgrowth factor，bFGF，等电点为9.6)和酸性成纤维细胞生长因子(acid fibrobastgrowth factor，aFGF，等电点为5.6)。两者均为不含糖基的肽类，具有约56%的高度同源性。

bFGF和aFGF与之后发现的int-2（FGF3）、FGF-5、角质细胞生长因子KGF (FGF-7)、hst-1/kfgf（FGF4）、FGF-6……等共23个成员，组成FGF家族（FGFs）。FGFs含有150－200个氨基酸，不同动物之间FGFs的同源性很高，有大约20－50%序列相同；而中心区域高达50－70%。FGF家族的共同特征之一是，含有两个大的内含子，2个内含子将功能区域分为3个外显子区域。仅有FGF11－14是特例，含有5个外显子。FGFs家族共有5个旁分泌亚家族和1个内分泌亚家族。

随着研究的深入，bFGF在人体内的多种生物学功能逐渐被揭示，包括促进细胞增殖、分化和迁移，以及参与组织修复和再生等过程。这一发现为生命科学领域带来了重要的突破，并为后续的研究和应用奠定了基础。

生物学特性及功能

bFGF是一种促有丝分裂的阳离子多肽，含155个氨基酸，分子量为16~18.5 KD。bFGF对酸和热敏感，bFGF在生物进化上具有很强的保守性，各种动物的FGF都有很高的同源性。人与牛、爪蟾、羊的同源性相当高。人和牛bFGF氨基酸顺序同源性达98.7%，仅有2个氨基酸不同。

在随后的几十年里，科学家们对bFGF进行了广泛而深入的研究，不断挖掘其潜在的应用价值。bFGF不仅在皮肤科学领域得到广泛应用，还在神经科学、心血管疾病、肿瘤研究以及组织工程与再生医学等多个学科领域展现出重要的应用价值。这些研究成果为医学界带来了新的治疗策略和方法，为人类健康和生活质量的改善做出了积极贡献。

bFGF具有多种生物学功能，它能够刺激细胞生长、分裂和迁移，促进组织发育和损伤修复。作为重要的生长因子，bFGF通过与靶细胞表面的受体结合，触发一系列信号转导通路，调控细胞的增殖、分化和凋亡。这种调控作用在胚胎发育、组织再生和疾病发生过程中发挥着至关重要的作用。

应用领域：跨越多个学科的神奇因子

由于其独特的生物学特性，bFGF在医学和生物科学领域具有广泛的应用价值。对皮肤、骨骼、神经等组织的创伤修复具有重要作用：

1、皮肤的创伤愈合与修复：bFGF能够刺激成纤维细胞、内皮细胞等增殖和迁移，促进新生血管形成和胶原蛋白合成。局部应用bFGF可以加速皮肤、肌肉、角膜等组织的创伤愈合，缩短愈合时间，提高愈合质量。此外，bFGF还可用于治疗慢性溃疡、褥疮等难愈性伤口，促进组织再生和修复。

2、骨组织的再生：骨组织中含有一定量的FGFs，但主要是bFGF。骨中的bFGF含量大约是aFGF的10倍。因此，骨愈合中FGFs的作用主要由bFGF完成。bFGF具有强大的组织再生能力，可以诱导干细胞分化为特定类型的细胞，促进骨组织器官的再生和修复。通常情况下，bFGF贮存于骨基质中，只在某些发育过程，以及损伤、坏死、或愈合和重建过程，才释放出来发挥生物学作用。其主要作用是刺激血管内皮细胞、骨形成细胞的迁移，促进这些细胞的增殖和分化，并促进成骨细胞和成软骨细胞的基质蛋白形成，在其它骨生长因子的协同作用下发挥成骨功能。因此，bFGF在牙周组织再生、骨组织再生等方面，均展现出良好的应用前景。在骨组织工程中，将bFGF与其他骨再生材料联合应用，可有效促进骨组织再生和骨折愈合。

3、神经发育与再生：bFGF对神经细胞的生长、分化、突起生长和突触形成具有重要影响，因此在神经再生领域具有潜在的应用价值。研究表明，bFGF可以促进受损神经的修复和再生，改善神经功能。局部应用bFGF可以促进受损脊髓神经元的再生和修复，有助于恢复神经传导功能。此外，bFGF还可用于治疗神经系统退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等，改善神经细胞的生存环境和功能。

4、其他领域

除了上述应用领域外，bFGF还在美容、心血管疾病、肿瘤治疗、抗炎等领域展现出一定的应用价值。例如，bFGF能够促进皮肤细胞的再生和修复，增加皮肤弹性，减少皱纹和疤痕的形成。bFGF还能够促进血管新生和心肌再生，为心血管疾病的治疗提供新的思路。同时，bFGF与肿瘤细胞的生长、侵袭和转移密切相关，为肿瘤的诊断和治疗提供了新的靶点。然而，这些应用仍处于研究阶段，需要进一步的研究和验证。

随着对bFGF的深入研究和技术的不断进步，我们有望在未来看到更多基于bFGF的创新疗法和生物制品。通过进一步了解bFGF的作用机制和调控网络，我们可以更好地利用这一神奇因子来改善人类健康和生活质量。同时，加强跨学科合作与交流，将有助于推动bFGF在更多领域的应用研究与发展。

参考文献：

[1]]苏佳灿主编.骨生长因子.上海：第二军医大学出版社,2015.03.

[2]]李校堃,龚守良主编.成纤维细胞生长因子基础与应用研究.长春：吉林大学出版社,2007.9.

[3]]王廷华等编著.多肽生长因子与脊髓损伤_王廷.新疆科技卫生出版社（K）云南科技出版社,2003.04.第1版

[4]]傅小兵编著.生长因子与创伤修复_傅小.人民军医出版社,1991.

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