干细胞培养关键因子——bFGF

自二十世纪以来，生物科学和生物工程技术迎来了蓬勃的黄金发展时期，各项生物技术迅速应用到了生命科学的各个领域。通过大量的研究发现，人体细胞可利用自身产物来调节各种生理和生化过程。上个世纪70年代中期，Gospodarow icz从牛脑垂体中纯化出一种细胞生长因子，因其能促进成纤维细胞增殖，故被命名为成纤维细胞生长因子（fibrobast growth factor，FGF)[1]。

今天，我们通过本篇文章了解FGF家族重要成员——bFGF！

FGF家族成员具有广泛的有丝分裂和细胞存活活性，能有效参与到生物体的胚胎发育、细胞生长、形态发生、组织修复、肿瘤生长和侵袭等多种生物学过程。同时，该蛋白亦可作为内皮细胞迁移和增殖的修饰物。

按等电点的不同，FGF可分为碱性成纤维细胞生长因子（basic fibrobast growth factor，bFGF)和酸性成纤维细胞生长因子（acid fibrobast growth factor，aFGF)。bFGF的等电点为9.6，且均为不含糖的肽类，有约56%相同氨基酸排列顺序。它也被称为FGF-2和FGF-β，是一种通过FGF-2基因编码的生长因子和信号蛋白。

bFGF结构图

bFGF是含155个氨基酸的阳离子多肽，分子量为17 KD，对酸和热敏感。分子结构中有4个半胱氨基酸，分别位于第25、69、87、92位上。因此，天然的bFGF容易发生自身聚集，形成二聚体、三聚体等，导致活性丧失。大量研究表明，以丝氨酸（Ser)替代其中第25、69位的半胱氨酸残基（Cys），bFGF的生物学功能亦不受影响。

bFGF的生物学功能

bFGF是重要的促有丝分裂的因子，也是形态发生和分化的诱导因子，主要拥有四大生物学作用：（1）促进血管生成；（2）促进创伤愈合与修复；（3）促进组织再生；（4）参与神经再生等。

作为细胞分裂原，bFGF体外作用十分强烈。在细胞大规模培养领域，碱性成纤维细胞生长因子是胚胎干细胞培养基中的一个重要成分，其作用为使细胞在无血清培养基中保持未分化的状态。但天然的bFGF在组织中含量极微，从组织中提取则成本高、产量低，因此目前均采用基因工程技术和发酵工程技术来制备，以便提高bFGF的产量和活性。

bFGF的强大修复作用

bFGF是哺乳动物和人体中存在的一种非常微量的活性物质，具有广泛的生理功能和重要的临床应用价值，分布区域极为广泛：脑、心、肝、骨、眼、肾上腺、胎盘等处均有微量表达，且生理功能非常多样化。bFGF对创伤细胞有明显的趋向活性，能诱导炎症细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞等向创伤部位移动，激活巨噬细胞的吞噬功能，提高机体免疫活性，显著降低创面被感染的机会。

根据临床研究结果显示，皮肤被深度烧伤后, 依靠自身的功能是难以完全康复的，即使经过较长时间康复了也会留下累累伤痕。外用重组人碱性成纤维细胞生长因子，对于来源于中胚层和外胚层的细胞，具有促进修复和再生的作用。

从细胞自身的调控机制入手，在机体出现创伤时，修复过程中成纤维细胞是肉芽组织与胶原蛋白的基质来源，而 bFGF作为其趋向剂与生长刺激剂，在肉芽组织增生、血管形成中可发挥关键作用［2，3］。而且，bFGF 与相应受体结合后，会促进内皮细胞迁移，有利于毛细血管增生，促进创面新细胞生长分化，诱导皮下微血管形成，从而改善创面的微循环，使伤口上皮细胞的生长骤然加快, 创面很快就能愈合，不轻易留下疤痕。

bFGF最新研究

1.硫酸肝素蛋白多糖结合碱性成纤维细胞生长因子促进心肌损伤修复

2020年，中国科学院戴建武研究员及其团队进行了一项“硫酸肝素蛋白多糖结合碱性成纤维细胞生长因子促进心肌损伤修复”研究。

在该项研究中，戴建武团队将HSPG与碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）复合制备功能生物材料用于心梗损伤治疗，希望利用HSPG与bFGF的高结合能力以及HSPG与心脏其它外基质分子的高结合能力，实现bFGF在心脏损伤部位的富集和缓释；利用HSPG与bFGF的结合抑制体内蛋白酶对bFGF的降解；以及利用HSPG作为bFGF的共受体促进bFGF与受体的高效结合及下游信号激活。

该项研究证实：HSPG复合bFGF可增加心梗后组织血管的新生，减少心脏不利重构导致的心脏体积扩大及心室壁扩展变薄，最终改善心梗后心脏泵血功能。细胞外基质分子及碱性成纤维细胞生长因子的特异结合作用，有力促进不同组织再生。

2.bFGF促成纤维细胞迁移

温州大学玄元虎等人针对bFGF开展的一项研究结果表明，bFGF通过PI3K-Rac1-JNK通路，能明显加快成纤维细胞的再生和迁移，进而促进创伤愈合。但bFGF促成纤维细胞迁移过程极其复杂，转录组分析结果显示，bFGF调控多条信号通路，包括Hedgehog（Hh）和Wnt等经典通路。

bFGF通过上调Smo蛋白的表达，激活PI3K-JNK-β-catenin通路，促进细胞的迁移，而在bFGF下游的β-catenin通过调控Smo和Gli1蛋白，反馈调节成纤维细胞的迁移速度。

Hh通路参与bFGF促成纤维细胞迁移的机制图

bFGF 利用细胞信号通路对创伤修复中细胞的增殖调节，无论是对生物的正常健康组织还是对病理组织形成的认识以及未来提供最精准有效的治疗手段都将有积极的意义。相信在不久的将来，依托日渐成熟的基因工程技术和再生医学技术，我们通过拓展对bFGF的应用，在创伤组织修复应用中，减少出血等并发症，一定能提高相关疾病的临床治疗效果 ！

同立海源重组蛋白

北京同立海源生物专注细胞和基因治疗上游GMP级原料试剂研发，具备十余年中试工艺生产经验，拥有哺乳动物细胞表达蛋白质工程平台，bFGF（货号：GMP-TL401）采用HEK293真核细胞表达，生物活性优于原核表达系统及酵母、昆虫细胞等表达系统，有效避免了原核细胞表达蛋白不正确折叠，真核细胞具有翻译后的修饰功能，能更好的维持天然蛋白构相、活性更高、效果更好、稳定性高。公司制药级生产车间和药用包材，保障了产品高性能和高稳定性，支持细胞药物研发企业临床申报。

参考文献：

[1]王璐，郭树忠，隋继强，等. 生长因子缓释Microspheres的制备及其对内皮细胞的影响〔J〕. 中国美容医学，2007; 16( 11) : 1538-42.

[2]刘 华，陶宏军.应用重组人碱性成纤维细胞生长因子治疗小儿面颈部烧伤的临床研究［J］.临床和实验医 学杂志，2012，12（1）：31-32.

[3]孙春沿，王丽萍.重组人碱性成纤维细胞生长因子与磺胺嘧啶银联合治疗烧伤的观察［J］.山西医药杂志（下半月刊），2012，15（3）：285.

关于北京同立海源生物科技有限公司

北京同立海源生物科技有限公司，专注细胞和基因治疗（CGT）上游GMP级原料试剂研发，致力于为生命科学提供可靠的产品与服务。产品涉及真核重组蛋白、细胞分选试剂、无血清培养基、细胞培养试剂盒、工具酶。为细胞和基因治疗、mRNA开发、抗体药物开发、细胞储存等生物制药和IVD领域提供核心原料试剂与服务。

公司建有符合cGMP标准的万级洁净车间，包括哺乳动物细胞表达蛋白质工程平台、细胞培养技术开发平台、体外诊断试剂生产平台，通过ISO13485和ISO9001双认证，部分产品已获美国FDA DMF备案。