表皮生长因子

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1、1962年，科恩博士在一次实验中偶然发现了表皮生长因子（EGF）,它是一 种广泛存在于人或其它动物体内的小分子多肽，极微量即能强烈刺激细胞生长、 抑制衰老基因的出现，延缓表皮细胞衰老。他通过与其受体相结合发挥作用。表皮生长因子受体（EGFR）是一种具有酪氨酸激酶活性的膜表面受体，其胞内 区的 3 个亚区是其发挥酪氨酸激酶活性、介导信号转导的关键部位.表皮生长因 子受体和其他的 erbB 受体可形成同源和异源的多种二聚体，不同的二聚体与表皮 生长因子受体的 6 种配体形成的不同组合可将不同的细胞外刺激传入胞内.表皮 生长因子可激活多种下游信号路径，产生多种生物学效应,ras-raf-MEK-er

2、k/MAPK 途径与增殖的激活有关,P13K-PKC-IKK途径与细胞移动性的增强有关。它可以促进表皮细胞的增殖，迁移。促生长因子及激素各种激素、生长因子对于维持细胞的功能、保持细胞的状态（分化或未分化） 具有十分重要的作用。有些激素对许多细胞生长有促生长作用，如胰岛素，它能 促进细胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素对某一类细胞有明显促进作用，如氢化 可的松可促进表皮细胞的生长，泌乳素有促进乳腺上皮细胞生长作用等。中文名称：上皮生长因子, 表皮细胞生长因子是人体内的一种活性物质，由 53 个氨基组成的活细胞，藉由刺激表皮细胞生长因子受体之酪氨酸磷酸化，达 到修补增生肌肤表层细胞，据说对受伤、受损之

3、表皮肌肤拥有绝佳之疗效。 ,其 最大特点是能够促进细胞的增殖分化 ,从而以新生的细胞代替衰老和死亡的细 胞.EGF还能止血,并具有加速皮肤和粘膜创伤愈合,消炎镇痛,防止溃疡的功 效EGF的稳定性能极好，在常温下不易失散流动，能与人体内各种酶形成良好的 协调效应。最初的 EGF 主要被运用于医学领域，主要用于促进受损表皮的修复 与再生，如治疗烧伤、烫伤、促进伤口愈合、修复肠胃道、肝脏和眼角膜的损伤 等，功效十分显著。生长因子的作用极其复杂，非人类取源外源性生长因子，目前进入人体 内的相关影响研究并不算多，累积的资料也不足以具科学量化的代表性，需用更 长的岁月来成熟、确认EGF由Dr. Stanl

4、ey Cohen于1962年发现，1986年获诺贝尔奖。重组人碱性成纤维生长因子早在 1940 年， Hoftman 等在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 年该物被分离纯化，并命名为成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor, FGF)。接着，人们又分离出一种与之高度同源的物 质，由于它含有较多的酸性氨基酸碱基，等电点为酸性(5.6)，故命名为酸性 FGF(aFGF)。先发现的FGF因对酸和热敏感，等电点呈碱性(9.6)，则称为碱性 FGF(bFGF)。bFGF是含155个氨基酸的促有丝分裂的阳离子多肽，其氨基酸序的55%和 aFG

5、F相同，分子量为1618.5 KD。bFGF分子结构中有4个半胱氨基酸，以此 形成分子的三维空间结构。由丝氨酸取代半胱氨酸的重组bFGF的生物学活性不 变，而单链多肽则易于在大肠杆菌中表达3。bFGF基因位于人的第5对染色体上，为单拷贝基因，呈不连续状态， 其功能区被两个内含子隔开分为三个外显子区域。bFGF基因长度大于38 kb，第 一个内含子位于第60、61位密码间，第二个内含子位于第94、95位密码子之间。 bFGFmRNA有4.6 kb和2.2 kb两种形式，有bFGFmRNA反转录的cDNA序列 已清楚，在bFGFcDNA可读框架中可见到一个常见的AUG起始密码、UGA终 止密码。在

6、AUG前面有起始密码CUG存在，它可启动氨基末端的延长。bFGF 羧基末端较氨基末端稳定，如果氨基末端截取少于 25 个氨基酸时并不影响其生物学 活性。bFGF活性比aFGF大30100倍 。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。人和牛bFGF氨基酸顺序同源性达 98.7%。bFGF有很强的肝素亲和力，在其114123位氨基酸为高亲和力区，其 它部位则有低亲和力区。抗bFGF与受体结合的单克隆抗体对其与肝素结合力无 影响，取消有羟基端 42 位氨基酸，肝素亲和力即消失，而且可丧失部分生物学 活性。bFGF基因中未发现信号肽顺序，用bFGF的cDNA转染3 T

7、3细胞，能观 察到bFGF对单个细胞的趋化作用，且用抗bFGF的mcAb可中和这一活性，说 明 bFGF 可经自分泌方式释放 5。二、bFGF的分布主要分布于垂体、脑和神经组织及视网膜、肾上腺、胎盘等17，尤 以垂体含量最高，能纯化大量的bFGF （0.5 mg/kg）,其它组织含量很少，约为 其1 / 101 / 50。bFGF不存在或以极低浓度存在于血清和体液中。bFGF作为细胞分裂原，主要作用在起源于中胚层和神经外胚层的骨骼 肌细胞、成纤维细胞和骨细胞等，其受体也相应的分布于上述细胞表面。 FGF 存在两类受体：一类是亲和力受体，属跨膜性酪氨酸蛋白激酶类受体；另一类是 低亲和力受体，即肝

8、素样受体，为硫酸乙酰肝素蛋白多糖类物质6。它们是一 条单链多肽，约110150 KD,受体数目约2X1038X104 /细胞，受体对bFGF 的亲和力KD = 1880 pm。受体至少有4种形式，由细胞外区、跨膜区、胞浆 区的近膜区和酪氨酸激酶区组成，由于每种FGF受体均能和FGF家族每个成员 结合，而不同FGF受体的表达存在着组织细胞特异性。bFGF与受体亲和力显著 大于 aFGF。三、bFGF的作用机制bFGF通过与靶细胞上的受体结合而发生作用，因此细胞内合成的bFGF 需分泌至细胞外才能发挥生物学作用。但 bFGF 的 mRNA 翻译产物缺少引导它 们向细胞外分泌的信号序列，其分泌途径与

9、经典途径不同，除了可能是细胞受损 或死亡后释出7，还有自分泌和旁分泌起作用8。bFGF 与高亲和力受体结合时需低亲和力受体的参与，提示低亲和力受 体的结合使高亲和力受体结合更容易、更牢固9bFGF与受体结合后可能通 过以下途径将信号传至胞核：（1）激活腺苷酸环化酶与鸟苷酸环化酶，磷脂酶C （PLC-rl）磷酸化，又使磷脂酰肌醇-4, 5二磷酸（PIP2）分解为甘油二酯（DG） 和三磷酸肌醇（IP3）,导致蛋白激酶C激活和Ca2 +内流；（2）与受体结合后定 位于细胞核，影响RNA聚合酶I,加强核蛋白体基因的转录，以加速细胞由G0 -G1和-G1-S期的转换，刺激细胞的DNA合成增强，促进细胞的

10、分裂与增 殖9（3） bFGF与FGFR复合物的内部化。四、bFGF的生物学功能bFGF的生物学效应分体内和体外两大部分。体外作用十分强烈，成纤 维细胞、骨细胞、软骨细胞、血管内皮细胞、肾上腺皮质和髓质细胞、神经元和 神经胶质细胞等具有很强的促细胞分裂增殖活性10。体外细胞培养中能在低 浓度(1 mgml1)发挥其作用。bFGF是重要的促有丝分裂因子，也是形态 发生和分化的诱导因子11。其主要生物学作用有：(1)作为血管生长因子；( 2)促进创伤愈合与组织修复；( 3)促进组织再生；( 4)参与神经再生等。五、bFGF对神经组织的生物学效应1. bFGF 在神经组织的表达 从多种神经外胚层和中

11、胚层起源的组织(如大脑皮质、下丘脑、垂体和视网膜等)可提取、纯化出bFGF。采用免疫组织化学方法测出神经元胞体、轴突 与树突近端bFGF浓度为40120 pm*g112。在星形胶质细胞和海马神经 元、腰段脊髓神经元、神经胶质细胞及坐骨神经的雪旺氏细胞、郎飞氏结等也发 现有 bFGF 的分布13， 14。在鹌鹑的胚胎期，发现神经管和神经嵴有 bFGF 表达，后期在脊索和脊索神经节根表达。中枢神经损伤后，有关bFGF表达情况的研究较多。Finklestine等(1988) 发现脑损伤后 bFGF 明显增加，尤其病灶周围星形胶质细胞最为显著； Salley (1991 )报道大脑损伤后3天，患侧皮层

12、、室管膜和海马神经元中bFGF增加； Christine 等( 1994)诱发成年大鼠癫痫发作时，前脑神经元和胶质中 bFGFmRNA 显著增多。但在周围神经有关神经损伤后 bFGFmRNA 的表达，尚未见文献报道。2. bFGF作为神经营养因子(1) 是神经胶质细胞和雪旺氏细胞的促有丝分裂原。bFGF有刺激神经 胶质细胞的非有丝分裂活性，如促进星形胶质细胞的迁移和纤溶酶活剂的释放； 调节胶质细胞纤维酸性蛋白(GFAP)的表达及谷氨酸和S-100蛋白的合成；改 变星形胶质细胞的典型的细胞进程和细胞膜结构；促进星形胶质细胞的增殖并形 成纤维状外形；也可促进少突胶质细胞的增殖，并增加其髓磷脂相关蛋

13、白和类脂 的含量。(2) 对体外培养神经元的作用bFGF 能延长培养液中多种中枢和外周神经元的存活，刺激胆碱乙酰化 酶的合成以及突起的生长。 Aoyagi 等15。报道在培养的胎鼠海马神经元中加 入bFGF，可使神经元成活时间增加和其轴突延长。在培养的胎鼠海马神经元中 加入bFGFlO3Opgml1,使原只能存活57天的神经元生命延长14天, 数目增加4倍；当浓度增至200500pgml1时，可使原只30m的突起延 长至100m。Patner等(1988)在培养的雪旺氏细胞中加入bFGF后，5%10% 的细胞进入分裂期。 bFGF 对培养中的胚鼠脑的额区、顶区、纹状体、丘脑的胆 碱能神经元和多

14、巴胺能、Y -氨基丁酸能神经元，大鼠小脑皮质神经元、交感节 细胞、鸡胚脊髓前角神经元等都有营养和促进作用。(3) 体内神经营养作用当bFGF用于损伤的大脑时，能促使海马神经元存活，而无bFGF时海 马神经死亡。在外周神经系统，当bFGF加入紧靠坐骨神经切断处，能够促进神 经的髓鞘化，防止背根神经节神经元的死亡16。 Seivers(1987)、 Gospodarowicz (1990)等也证实bFGF可使切断视神经后的视网膜后的视网膜节细胞成活。将 bFGF 注入大鼠脑中，也可保持切断轴突的大脑皮层的胆碱能神经元的存活(Anderson， 1988)。Ferrari等(1989)经体内实验证实

15、，bFGF能提高中脑腹侧 多巴胺能神经元移植物的成活。(4) 对周围神经再生的促进作用在周围神经损伤修复的研究中，有资料表明，bFGF有明显的促进外周 神经纤维再生的作用是比较肯定的，也已在体的神经“套管”模型实验中得到证 实16自Lundborg (1982)建立神经再生模型后，有关加入某些因子对神经 再生影响的研究很多。Cuevas (17等给切断坐骨神经灌注bFGF，可提高神经 的再生率。Laquerriere等18在桥接大鼠7mm长坐骨神经缺损中使用bFGF， 4 周后发现神经再生成功。 Koshinaga 等19研究了脊髓损伤后 bFGF、 aFGF 的表达情况后认为， aFGF、

16、bFGF 参与脊髓损伤的修复过程。有研究表明 bFGF 的促神经再生作用可与NGF家族、睫状节神经营养因子(CNTF)、胰岛素样生 长因子(IGFs)等的神经营养活性相互协同2(5) 促进神经前体细胞分化bFGF有对神经前体细胞的增殖分化作用。Gensburgeror (1987)发现培 养的大鼠神经元加入bFGF 后,出现胆碱能成份分裂并增殖Dicico-Bloom(1990) 观察到成神经细胞的分裂受bFGF的调节，分裂过程中出现轴突突起生长出生长 锥、神经递质合成、递质小泡的转运等神经元特性。此外，bFGF还可通过它的 促血管生成作用来影响中枢神经和周围神经系统的发育。六、存在的问题和临

17、床应用前景bFGF 是一种促细胞分裂的肝素结合蛋白，可诱导多种细胞的增殖与分 化，对神经系统有重要作用。在不同种间bFGF结构的高度守恒性，提示它在个 体发育中起着原始的促进作用。鉴于以往bFGF的研究多集中于中枢神经系统， 在周围神经损伤后，bFGFmRNA的表达情况、bFGF受体表达的细胞、bFGF如 何与受体识别以及结合后的变化?bFGF促周围神经再生的机制，生理状态下存在 多种生长因子，它们的相互协调作用以及调节关系怎样?等，这些问题的阐明将 为临床提高周围神经损伤后的修复效果提供理论依据。此外，由于bFGF易被酶 分解，其在体内作用的发挥需持续长时间与靶细胞受体结合，如研究一种既能让 bFGF稳定不受蛋白酶降解，又能使bFGF持久缓慢释放的载体，则解决了 bFGF 临床的一大难题。虽然bFGF在体内含量甚微，但分布广泛，生理功能复杂多样。 bFGF生物活性的多效性以及神经营养的广谱性，为其从基础走向临床提供了保 证，bFGF对于神经损伤再生的研究，是对于神经损伤治疗领域的一个新的探索 和拓宽，目前在动物实验上已现成效。国内第二代基因重组h-bFGF也已经问世 4，它的出现，展示着bFGF临床应用的光明前景。