成纤维细胞生长因子（FGF）

一项研究显示，肿瘤细胞对VEGF抑制剂产生耐药，也有可能与成纤维细胞生长因子（FGF）通路活化相关。出国医疗机构爱诺美康了解到，FGF是一个庞大的家族，目前发现的22个配体中，FGF-1、FGF-2、FGF-4、FGF-5和FGF-8能刺激血管新生。与VEGF和PDGF相似，配体与受体结合后，能级联活化下游通路，包括PI3K、MEK-ERK通路。FGF还具有维持血管完整性的作用。肿瘤细胞对VEGF抑制剂产生耐药，也有可能与FGF通路活化相关。

出国医疗机构爱诺美康了解到，VEGF、PDGF和FGF这三条通路对刺激血管新生和细胞增殖具有协同作用。抗VEGF治疗失败部分可能与代偿通路活化有关，如PDGF和FGF通路等，因此同时抑制多条通路是多祀点抗血管生成小分子抑制剂的理论基石。

早期研究使用的成纤维细胞生长因子（FGFs）主要来自牛脑和脑垂体的提取液，是大约150 个氨基酸结构的酸性或碱性成纤维细胞生长因子。其后分离的 癌基因产物的细胞增殖因子与上述FGFs结构类似，也被分类在FGFs家族，并依次命名为FGF3 ~9。目前已发现23种 FGFs。现主要就多能FGFs结构和相关功能机制的研究进展进行综述。
发现和鉴定新的FGFs结构
出国医疗机构爱诺美康介绍，FGFs作为细胞间信号分子在胚胎发生和分化过程中起重要作用。FGFs是由约150~200氨基酸组成的多肽，相互之间的氨基酸序列有20%~50%是相同的。其中心区域有大约 120个氨基酸序列存在高度的同源性（30%~70%）。利用该区域的同源性，以人、小鼠或大鼠 cDNA 和基因组DNA为模板、采用同源序列PCR法进行新 FGFs基因检测。当然，还可以采用T7噬菌体cDNA显示法鉴定新FGFs。FGFs受体(FGFRs)是典型的膜结合酪氨 酸激酶型受体。将FGFRs的胞外结构域在杆状病毒群（baculovirus） 表达株表达，制成重组的细胞外结构域（可溶性 FGF受体）。进而利用可溶性 FGFRs与配体 结合的特性，通过T7噬菌体 cDNA显示法对互补cDNA 文库进行筛选。
出国医疗机构爱诺美康介绍，通过同源序列PCR法，已经发现了6种新的FGFs基因（ FGF10、 FGF16、FGF17、FGF18、 FGF20、FG F21）。虽然T7 噬菌体 cDNA显示法能获得较多的阳性克隆，但不能确认是新发现的FGFs。随着人类基因组结构的解析及其DNA数据库被公开，通过基因检索进而又发现3种新的FGFs基因（FGF19、FGF22、FGF23），并发现FGF-22 mRNA选择性表达于皮肤毛囊的内毛根鞘。

加上在探索视网膜特异性 表达基因的过程中所发现的4种新的FGFs基因（即FGF11、FGF12、FGF13和FGF14），以及McWhirter等在探索嵌合体同源结构域癌蛋白（chimeric homeodomain oncoprotein）E 2A-Pbx1 下游目标过程中发现的FGF15，迄今共鉴定出23种人或鼠FGFs。但是 人FGF15和小鼠FGF19尚未被证实。

人FGF19与小鼠FGF15显示很高的同源性（约50%），且这两种基因都跟FGF3、 FGF4 基因的染色体邻接，由此推断人FGF19是小鼠FGF15的相同体。由于人与小 鼠其他FGFs结构之间的同源性达90%以上，因而除非FGF15和 FGF19 在进化过程中意外地发生大的变异，否则两者将伴随着进化过程而逐渐消失。
FGFs家族成员和基因定位
出国医疗机构爱诺美康介绍，在人类的FGFs中，能细分出FGF 7、 FGF10、FGF22和FGF9、FGF16、FGF20等许多亚科(subfamily)。FGFs 亚科与各染色体定位之间无明显的相关性，人类FGFs基因多数散在分布于全基因组中。但也有一些FGFs基因在基因组上形成群落，如FGF3、FGF4和FGF19位于染色体11q13，FGF6、FGF23位于染色体13p13，而FG F17、FGF20则位于染色体 8p21-p22 相互邻接位置上。由此推断FGFs基因家族是在进化、复制和易位等复杂过程中形成的。人类FGFs基因的翻译区域多数由3个基因构成相似的外显子(exon)构成。但在FGF11~14的翻译区域是由5个外显子构成的，FGFs基因翻译区域的大小约5~100 kb。此外，部分FGFs可通过机制不清的选择性剪接（alternative splicing）形成FGFs亚型。
FGFs可以分为几个亚组，FGF10和FGF7同属于角朊细胞生长因子(KGF)组。除了FGF15外，以22种人类FGFs氨基酸序列的中心区域为 基础制成以上进化系统树(FGF15使用小鼠的氨基酸序列)。树中横线显示氨基酸序列偏离程度，箭头所指为人类FGFs在染色体上的位置(注：人类 FGF15基因和FGF16基因位置未确定)。
多数FGFs（FGF3~8、10、15、17~19、21~23）的N末端具有典型的信号序列分泌蛋白。然而FGF19、FGF16和FGF20虽然没有明确的信号序列却能高效地分泌到细胞外。FGF1和FGF2也缺乏信号序列和正常的分泌途径，却能出现在胞外基质，推测两者可能来自受伤的 细胞，或者通过与内质网-高尔基体通路不同的细胞脱颗粒机制进行释放。此外 ，FGF11~14没有信号序列，认为这些FGFs被储留在胞内〔1〕。
FGFs不仅存在于脊椎动物体内，也存在于无脊椎动物体内。通过基因组的解读，在果蝇和C. e legans分别找到1种FGF(branchless)〔1〕和2种FGFs (egl-17和let-756)〔9〕，斑马鱼（zebrafish）有4种FGFs （FGF3、8、17、18），爪蟾 （xenopus）则有6种FGFs〔（FGF（i）、(ii)和FGF3、8、9、20〕，鸡有7种FGFs （ FGF2、4、8、12、14、18、19），然而在E.coli和S.cerevisiae等单细胞生物中未检到 FGFs，显示FGFs家族成员在向脊椎动物进化的过程中呈现增加的趋势。
FGFs可以分为几个亚组，FGF10 和F GF7同属于角朊细胞生长因子(KGF)组。除FGF15外，以22种人 FGFs 氨基酸序列的中心区域为基础制成该进化系统树 （FGF15 使用小鼠的氨基酸序列）。横线显示氨基酸序列偏离程度 。
FGFs基因敲除(KO)与功能解析
出国医疗机构爱诺美康介绍，目前已经报告11种FGFs KO小鼠，其表型多种多样。FGF1和 FGF2因广泛表达于胚胎和成体组织器官，并因参与组织器官修复而倍受关注，但在其基因敲除小鼠身上不是完全正常就是仅有轻微异常。此前曾推测，FGF1和 FGF2 KO小鼠几乎不发生异常 的原因可能与两者结构和生物活性类似、可相互弥补对方的功能缺失有关，然而在FGF1/ FG F2双KO小鼠依旧显示轻微的异常。因此，需继续加强FGF1 和FGF2 的生理功能 的研究。此外，FGF4，FGF8 ，FGF9和 FGF10 KO小鼠会导致胚胎死亡或出生即刻死亡。通过这些 FGFs KO 小鼠的表型的解析，将逐渐明确FGFs作为形态发生因子的重要性〔3〕。在所有FGFs中，FGF10是广泛作用于上皮细胞（无论在外胚层上皮还是在内皮层上皮）重要的间质调控因子，在胚胎多种组织或器官发生中起着不可或缺的作用。FGF10 KO小鼠不仅不能形成四肢、肺、甲状腺、胸腺、垂体前叶和下颌下腺，还导致牙齿，肾脏，胰 腺等器官的发育不全。已知FGFR2b的配体有FGF1、FGF7、FGF10，但FGF1 和FGF 7 KO小鼠表型正常或只有轻微异常，而FGFR2b KO小鼠〔12〕表型与FGF10 KO 小鼠表型又非常相似，从而推断FGF10 是FGFR2b的主要配体，充当上皮间质相互作用的重要信号，是多种器官发育必需的形态发生因子。
FGFs作用机制及其影响因素
出国医疗机构爱诺美康介绍，FGFs的信号通路：FGFs与存在于细胞表面的FGFRs结合，将信号传递到胞内。FGFRs有4种基因型(FGFR 1~4) ， 同是一种跨膜蛋白质，主要由3个部分组成：即胞外段、跨膜区和胞内段。胞外段为配体结合区，包括2个或3个免疫球蛋白样功能区。根据FGFRs选择性拼接的差异，目前已知存在7种受体蛋白的亚型结构。如FGFR1有FGFR1b,1c,2b,2c,3b,3c,4 7种， 各自均有不同的配体特异性。同样FGFR2也可产生FGFR2-Ⅲb和FGFR2-Ⅲc两种受体亚型。FGFR2-Ⅲb主要在上皮细胞中表达，FGFR2-Ⅲ c主要在间质细胞中表达。间质细胞表达的FGF7和FGF10能特异性地激活FGFR2- Ⅲb，而FGF2、FGF4、FGF6、FGF8和FGF9则特异性激活FGFR2-Ⅲc，这种结合的特异性与细胞膜环境和硫酸乙酰肝素有关。其中，FGF10与FGFR2Ⅲb有较高的 亲和力，是特异性配体。当FGFR2胞外段发生点突变(S252W)时，促使FGF7和FGF10激活FGF R2-Ⅲc和FGF2、FGF6、FGF9激活FGFR2-Ⅲb，导致表达这些配体的细胞自分泌信号激活。
与多数生长因子受体一样，FGFRs都是酪氨酸激酶型受体，在与配体结合后发生二聚体化，从而激活酪氨酸激酶，在激活Shc/Frs-Raf/MAPKKK-MAPKK-MAPK通路的基础上，通过大量释放磷脂酶C (PLC )、蛋白激酶C(PKC)、磷脂酰肌醇3 -激酶系统和Ca2+，向细胞内传递信号。目 前，对细胞内 FGF-FGFR系统下游其他信号的传递作用仍所知甚少，有待研究揭示。
出国医疗机构爱诺美康介绍，胞外基质对FGFs的调节作用：FGFs与肝素和硫酸肝素等酸性多糖结合。这些酸性多糖不仅能提高FGFs的热稳 定性和对蛋白酶解（proteolysis）的抵抗性，也能起到浓集和释放FGFs等作用。近来研究显示，FGFs与酸性多糖结合可提高与FGFRs的亲和力和稳定性。而且，通过结构研究，已经明确了FGFs与FGFRs 和酸性多糖的结合部位。目前已知23种FGFs均分别作用 于硫酸乙酰肝素(HSPG)链的不同特异性部位，并通过选择性形成FGFRs-FGFs-HS(硫酸乙酰肝素)复合体以调控生长因子浓度及其信号传递，由此证实酸性多糖 是FGFs 信号的必需因子。
出国医疗机构爱诺美康介绍，FGFs拮抗剂的调节：属于Wnt、Bmp和Hedgehog家族等分泌性信号分子存在分泌性拮抗剂，通过信号和拮抗剂的双调节（dual regulation）作用精细而巧妙地控制各自的信号系统。近来被确认的FGFs拮抗剂是来自果蝇的sprouty(spry)。起初曾认为spry是一种分泌性信号，其后的 研究证实spry是一种与细胞膜内侧结合的胞内蛋白质，spry 通过阻碍Ras信号传递来阻断FGFs信号。随后，spry也在脊椎动物得到确认。研究显示，spry表达受FGFs信号的诱导，如肢芽形成区域spry过表达将阻碍肢芽形成。
庞大的FGFs家族成员是对多种细胞显示多样生理和(或)药理作用的多能信号分子。随着FGFs基因组工程的完成和蛋白组工程（结构、功能和作用机制）的研究深入，作为细胞增殖因子、血管形成因子、神经营养因子、形态发生因子、组织修复-再生因子的FGFs，有望在发育学、生理学和临床药理学方面作出贡献。