譚亞清 劉德虎
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所,北京 100081)
1974年,Gospodarwicz等[1]首次從牛腦垂體中分離純化出一種促進(jìn)卵巢細(xì)胞系分裂增殖的富含賴(lài)氨酸和精氨酸的堿性多肽,并將其命名為成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子是一個(gè)大的蛋白質(zhì)家族,到目前為止已發(fā)現(xiàn)了不少于23個(gè)成員。酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(aFGF)是由Thomas等[2]于1984年從牛腦中分離純化得到的,它的等電點(diǎn)為5-7,呈酸性,故以之命名,是第二個(gè)被分離純化的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子家族成員,因此相對(duì)應(yīng)的命名第一個(gè)堿性多肽為堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)。aFGF是哺乳動(dòng)物組織中存在的一種正常而微量的物質(zhì),主要分布于腦、腎臟等器官或組織中,對(duì)來(lái)源于中胚層及神經(jīng)外胚層的多種細(xì)胞均具有促分裂作用。因其在促進(jìn)胚胎發(fā)育、器官形成、血管再生、潰瘍愈合及創(chuàng)面修復(fù)等[3]臨床應(yīng)用多方面作用明顯而成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
人的aFGF基因位于第4號(hào)染色體上,是一個(gè)由2個(gè)大的內(nèi)含子和3個(gè)外顯子組成的單拷貝基因。aFGF主要分布于腎臟和腦組織中,是一種胞質(zhì)蛋白,其本身缺乏N端信號(hào)肽結(jié)構(gòu),主要通過(guò)自分泌和旁分泌兩種方式對(duì)周?chē)?xì)胞起作用。人的aFGF多肽由154個(gè)氨基酸殘基組成,分子量為16 kD,是一個(gè)不含二硫鍵的全β折疊蛋白,其二級(jí)結(jié)構(gòu)是由12條反平行的β鏈組成的三葉草結(jié)構(gòu),在人的aFGF機(jī)構(gòu)中,這種三葉草結(jié)構(gòu)并不是單獨(dú)起作用的,至少存在兩個(gè)結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立的功能單位[4]。這種結(jié)構(gòu)與其在功能上的特異性有著密切聯(lián)系,它的功能區(qū)主要包括肝素結(jié)合區(qū)、受體結(jié)合區(qū)和核轉(zhuǎn)位區(qū)。
該區(qū)域分布大量的帶正電荷的堿性氨基酸殘基,通過(guò)與帶負(fù)電荷的肝素相結(jié)合激活aFGF受體。肝素是一類(lèi)糖胺聚糖,aFGF與之結(jié)合后接觸面游離蛋白質(zhì)的熔解溫度升高,三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象發(fā)生改變,由此導(dǎo)致其穩(wěn)定性和活性都增加[5]。此外,與肝素結(jié)合后還能防止其被熱、極性pH變性及蛋白酶水解。1993年,Margalit等[6]用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)分析肝素與蛋白結(jié)合的三維結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),不同蛋白與肝素結(jié)合區(qū)域的堿性氨基酸有著共同的空間分布特點(diǎn),這種分布形成了可容納肝素的空隙,從而使肝素和蛋白交織在一起,進(jìn)而影響蛋白的生物學(xué)活性。
人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子通過(guò)激活特定的橫跨膜的酪氨酸激酶受體起作用。酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(acidic fibroblast growth factor receptor,aFGFR)由3部分組成:3個(gè)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域(D1、D2和D3)組成的胞外配體結(jié)構(gòu)域、跨膜螺旋結(jié)構(gòu)域和胞質(zhì)分散的酪氨酸蛋白激酶結(jié)構(gòu)域。aFGFR主要包括4種緊密聯(lián)系的亞型:即FGFR1-4。aFGFR不僅能與aFGF結(jié)合,還能與FGFs家族的其他成員相結(jié)合,因此不具特異性[7]。對(duì)晶體結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn),aFGF與aFGFR配體的特異性結(jié)合主要決定于胞外結(jié)構(gòu)域D2和D3以及它們之間的僅由4個(gè)氨基酸殘基組成的連接肽段:aFGF與FGFR2的配體結(jié)構(gòu)域中的D2的作用部位是β1、β1/β2轉(zhuǎn)角、β3/β4 環(huán)、β9、β10/β11環(huán)、β12和C末端;與D3作用的位點(diǎn)部位是β4/β5發(fā)夾、β6、β7/β8環(huán)、β8和N端的第5-9位氨基酸殘基;與連接肽段的作用部位是N末端、β8、β9和β12[8]。
aFGF能通過(guò)非經(jīng)典的跨膜機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞核促進(jìn)細(xì)胞分裂和DNA的合成,稱(chēng)為核轉(zhuǎn)位。這一過(guò)程依賴(lài)于aFGF N末端的27個(gè)氨基酸殘基,特別是第21-27位之間的核定位序列(nuclear localization sequence,NLS):Asn-Tyr-Lys-Lys-Pro-Lys-Leu,也稱(chēng)為核轉(zhuǎn)位區(qū),其對(duì)aFGF的促有絲分裂活性十分重要。去除該序列后,aFGF雖然仍能被膜表面受體識(shí)別并引發(fā)早期促有絲分裂事件如胞內(nèi)受體介導(dǎo)的酪氨酸磷酸化和c-los的表達(dá),但是喪失了誘導(dǎo)DNA合成和細(xì)胞增殖的能力[9]。Lin等[10]認(rèn)為,aFGF的NLS在促有絲分裂活性中存在兩方面功能:(1)介導(dǎo)aFGF的核轉(zhuǎn)位:aFGF與受體結(jié)合后進(jìn)入胞內(nèi),通過(guò)NLS與胞內(nèi)組織相結(jié)合促進(jìn)aFGF的核轉(zhuǎn)移;胞內(nèi)aFGF單體可以通過(guò)自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞核,而對(duì)于aFGF-aFGFR復(fù)合物形式的轉(zhuǎn)位,這個(gè)作用就是必須的。(2)直接參與aFGF誘導(dǎo)核促分裂作用信號(hào)的產(chǎn)生,這可能是由NLS與核內(nèi)或核膜上特定分子的結(jié)合引起的。因此,去除NLS的aFGF的改構(gòu)體也就喪失了核轉(zhuǎn)位能力和促有絲分裂能力。
haFGF具有廣泛的生物學(xué)活性,能夠通過(guò)和受體結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)中胚層及神經(jīng)外胚層來(lái)源的多種細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化及功能產(chǎn)生影響。其生物學(xué)活性分為兩大類(lèi)型:(1)促有絲分裂活性,可促進(jìn)組織細(xì)胞分裂、增殖,包括胚胎發(fā)育、形態(tài)發(fā)生、血管生成及組織損傷修復(fù)等;(2)非促有絲分裂活性,包括舒張血管、心肌保護(hù)、局部缺血保護(hù)和神經(jīng)保護(hù)等。
Fu等[11]研究大鼠胚胎發(fā)現(xiàn),aFGF廣泛分布于大鼠胚胎的中胚層和神經(jīng)外胚層組織中,在胚胎發(fā)育過(guò)程中隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和分化而不斷變化。aFGF能增加胚胎早期轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),誘導(dǎo)背側(cè)中胚層的形成,因此被視為胚胎早期背側(cè)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)因子。在對(duì)爪蟾的研究發(fā)現(xiàn),aFGF及FGFR作為中胚層的誘導(dǎo)因子集中分布在半球,低水平刺激酪氨酸蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,維持中胚層基因的表達(dá),誘導(dǎo)中胚層的形成[12]。
haFGF可以直接參與新生血管的形成過(guò)程。章斌等[13]向內(nèi)皮細(xì)胞的培養(yǎng)液中加入一定量的aFGF,結(jié)果發(fā)現(xiàn),其對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)有非常明顯的促進(jìn)作用,而血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和分化是血管新生的重要環(huán)節(jié)。aFGF發(fā)揮促血管生成作用尚需有組織缺血、缺氧的因素存在,在正常組織內(nèi),aFGF無(wú)促進(jìn)血管生長(zhǎng)的作用,在缺血或缺氧的狀態(tài)下,組織對(duì)aFGF的表達(dá)上調(diào),刺激毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生膠原酶和纖維蛋白水解酶,促進(jìn)膠原的水解和血管內(nèi)皮細(xì)胞管腔樣結(jié)構(gòu)的形成[14]。
皮膚的創(chuàng)傷修復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的生物學(xué)過(guò)程,aFGF在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用:趨化炎細(xì)胞浸潤(rùn)創(chuàng)面,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分裂增殖,加速肉芽組織形成和創(chuàng)面的再上皮化,抑制膠原纖維的過(guò)量形成,避免瘢痕的產(chǎn)生。劉炘等[15]通過(guò)大鼠創(chuàng)傷模型觀察重組人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子在創(chuàng)面愈合中的作用發(fā)現(xiàn),aFGF在創(chuàng)面愈合的前期可以促進(jìn)肉芽組織生長(zhǎng),加快傷面愈合;后期又可直接或間接的促進(jìn)成纖維細(xì)胞的凋亡,維持細(xì)胞增殖與凋亡的平衡,避免瘢痕組織的形成。aFGF能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和肌纖維母細(xì)胞等多種細(xì)胞的分裂增殖并能誘導(dǎo)血管新生,因此其對(duì)內(nèi)臟的缺血性損傷亦有保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn),腸缺血-再灌注損傷后注射aFGF,一段時(shí)間后測(cè)得肝腎功能指標(biāo):丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、血尿素氮和血肌酐均有升高,說(shuō)明aFGF對(duì)腸缺血-再灌注損傷后的肝、腎功能均有保護(hù)作用[16]。轉(zhuǎn)基因小鼠心肌特異性過(guò)表達(dá)人類(lèi)aFGF,其微動(dòng)脈和主冠狀動(dòng)脈分支的數(shù)目明顯增多,從而使冠狀動(dòng)脈的血流量增多,延緩心肌梗塞面積的擴(kuò)大,降低心肌缺失損傷,保護(hù)心?。?7]。因此,將aFGF同時(shí)用于促進(jìn)皮膚組織損傷的修復(fù)與內(nèi)臟缺血性損傷的修復(fù),顯示出aFGF在臨床應(yīng)用的極大優(yōu)越性。
在體外培養(yǎng)條件下,aFGF能對(duì)多種神經(jīng)元如海馬、下丘腦、脊髓等中樞性神經(jīng)元及睫狀體、視網(wǎng)膜等外周性神經(jīng)元有神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)作用。aFGF能促進(jìn)神經(jīng)元的存活和軸突的生長(zhǎng)。Li等[18]研究發(fā)現(xiàn),向大鼠腹膜腔或側(cè)腦室注射葡萄糖能夠有效的改善大鼠的記憶功能。這是因?yàn)樽⑸淦咸烟呛蟠笫竽X室的室管膜細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生aFGF,經(jīng)過(guò)2 h擴(kuò)散到下丘腦、海馬等大腦軟組織,aFGF通過(guò)作用于海馬從而促進(jìn)記憶功能的改善。aFGF對(duì)視神經(jīng)元同樣具有營(yíng)養(yǎng)作用,在對(duì)新生大鼠的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),結(jié)合肝素的aFGF具有促進(jìn)軸突的起始和延伸的作用[19]。此外,aFGF還能夠促進(jìn)中樞神經(jīng)和外周神經(jīng)損傷后的修復(fù)和再生,研究證實(shí)aFGF能夠促進(jìn)成年大鼠切斷脊神經(jīng)根的功能性復(fù)原[20]。
aFGF通過(guò)影響軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的活動(dòng)從而促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)。aFGF在體外培養(yǎng)中可促進(jìn)分化中的軟骨細(xì)胞發(fā)生遷移和集落形成,促進(jìn)離體的軟骨細(xì)胞前質(zhì)的分化、軟骨細(xì)胞的增殖和成熟。向關(guān)節(jié)腔注射重組人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子可以較好地延緩?fù)孟ス顷P(guān)節(jié)炎軟骨退行性變和預(yù)防骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展[21]。陳紀(jì)寧等[22]研究發(fā)現(xiàn),向試驗(yàn)側(cè)管內(nèi)注入aFGF,2周后即在骨斷端髓腔、骨內(nèi)膜及皮質(zhì)斷面處有新骨形成,并長(zhǎng)入管內(nèi)血腫,8周后血腫已基本被骨組織代替,達(dá)到骨愈合,說(shuō)明aFGF可有效促進(jìn)大鼠引導(dǎo)性骨再生,增強(qiáng)其修復(fù)骨缺損的能力。這一作用是因?yàn)楣腔|(zhì)中的由成骨細(xì)胞分泌的aFGF具有有絲分裂活性,在骨損傷修復(fù)過(guò)程中,可刺激骨生成細(xì)胞增殖和毛細(xì)血管生成,促進(jìn)骨再生。
此外,aFGF還有攝食的調(diào)節(jié)、抗輻射、影響人體免疫系統(tǒng)、激素調(diào)控、細(xì)胞抗凋亡、細(xì)胞遷移、止疼和催眠等多種功能。
haFGF作為人體內(nèi)的微量活性物質(zhì),雖然在人體內(nèi)分布很廣但含量甚微,僅靠傳統(tǒng)方法從體液或組織中提取,成本太高難以滿(mǎn)足日益擴(kuò)大的臨床需求。自1982年重組人胰島素作為世界上第一個(gè)基因工程產(chǎn)品問(wèn)世以來(lái),現(xiàn)代生物制藥技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用有了突破進(jìn)展,為aFGF的批量生產(chǎn)帶來(lái)了希望,為多種疾病的治療帶來(lái)了福音。
1986年,Jaye等[23]首次從人腦中克隆了haFGF基因,并測(cè)定其核苷酸編碼序列,證實(shí)aFGF缺乏經(jīng)典的信號(hào)肽序列,自此aFGF的研究進(jìn)入DNA重組階段。1992年,Zazo等[24]首次在大腸桿菌中成功表達(dá)了完整形式的haFGF蛋白,此前沒(méi)有通過(guò)基因工程在大腸桿菌中得到過(guò)全長(zhǎng)154個(gè)氨基酸的aFGF。汪浩勇等[25]將編碼haFGF的基因插入到質(zhì)粒pBV220的EcoR I位點(diǎn),獲得了能夠高效表達(dá)具有aFGF生物活性產(chǎn)物的工程菌株,表達(dá)產(chǎn)物約占菌體總蛋白的15%,主要以包涵體的形式存在,使國(guó)內(nèi)首次解決了大量獲得haFGF純品的問(wèn)題。
為了進(jìn)一步提高重組haFGF的表達(dá)量、改善表達(dá)產(chǎn)物的生物活性及穩(wěn)定性、擴(kuò)大外源aFGF的來(lái)源,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)成功在昆蟲(chóng)細(xì)胞、家蠶、酵母、哺乳動(dòng)物和植物等多種不同表達(dá)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。
1990年,Cao等[26]通過(guò)核型多角體桿狀病毒感染,實(shí)現(xiàn)了haFGF在草地貪夜蛾Sf9細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)。由于haFGF缺少經(jīng)典的N末端信號(hào)肽序列,從細(xì)胞中釋放出來(lái)的效率非常低。重組蛋白的表達(dá)產(chǎn)物約為10-20 pg每個(gè)細(xì)胞,感染48 h和72 h后培養(yǎng)基中只含有總蛋白產(chǎn)量0.5%和1.3%,這進(jìn)一步證明了aFGF不能通過(guò)正常的跨膜途徑分泌到胞外或是直接通過(guò)質(zhì)膜。2001年,Wu等[27]用攜帶人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子cDNA的重組桿狀病毒感染家蠶幼蟲(chóng),通過(guò)組織分布分析,表達(dá)產(chǎn)物主要位于家蠶的脂肪體中,在注射約80 h后,重組aFGF表達(dá)量達(dá)到最大值,表達(dá)水平高達(dá)600-700 μg每只幼蟲(chóng)。桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)能夠提供一個(gè)強(qiáng)的多角體啟動(dòng)子和對(duì)重組蛋白進(jìn)行翻譯后修飾,研究證實(shí)其是一個(gè)有效且用途廣泛的真核表達(dá)工具。2007年,F(xiàn)antoni等[28]分別構(gòu)建了haFGF的畢赤酵母胞內(nèi)型和分泌型表達(dá)載體,并使一端帶上His6標(biāo)簽。轉(zhuǎn)化后得到的4種酵母菌株經(jīng)過(guò)搖瓶培養(yǎng)均有蛋白產(chǎn)物產(chǎn)生,其中以胞內(nèi)型haFGF重組蛋白的表達(dá)量最高,菌株經(jīng)發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)后每升培養(yǎng)物可達(dá)到108 mg,相當(dāng)于0.68 mg/g濕細(xì)胞,是以往報(bào)道的全長(zhǎng)haFGF產(chǎn)量的30倍,實(shí)現(xiàn)了具有生物活性的haFGF的大量生產(chǎn)。2011年,Zhou等[29]構(gòu)建了aFGF乳腺特異性表達(dá)載體,并在人乳腺癌細(xì)胞MCF-7中實(shí)現(xiàn)了成功表達(dá),這項(xiàng)研究使將轉(zhuǎn)基因牛作為乳腺生物反應(yīng)器成為可能。由于動(dòng)物乳腺作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)的重組蛋白能夠進(jìn)行正確的翻譯后修飾,且牛奶作為重組蛋白分離純化的原材料具有安全、充足、容易獲得等優(yōu)點(diǎn),動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器成為人們公認(rèn)的商業(yè)上可行的生產(chǎn)重組蛋白的有效途徑。2011年,F(xiàn)an等[30]利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的真空滲透瞬時(shí)表達(dá)體系,將haFGF基因?qū)胪愣够蚪M中,目的蛋白獲得了成功表達(dá)并檢測(cè)到了活性,在12-15 d內(nèi)就能得到重組haFGF產(chǎn)物。用植物表達(dá)外源蛋白有許多優(yōu)勢(shì),如能夠正確進(jìn)行折疊和翻譯后的修飾,操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品安全,成本低廉、易于大規(guī)模生產(chǎn)等,并且無(wú)動(dòng)物細(xì)胞的病毒和病原菌對(duì)人造成傷害的危險(xiǎn)[31]。因此用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)haFGF具有廣泛的應(yīng)用前景。haFGF已經(jīng)先后在多種不同的重組表達(dá)體系中實(shí)現(xiàn)成功表達(dá),盡管獲得有生物活性的重組haFGF蛋白的難度很大,人們經(jīng)過(guò)對(duì)高效表達(dá)體系的探索和分離純化方法的改進(jìn),成功獲得了與天然haFGF活性接近的重組haFGF,并且使重組蛋白表達(dá)量不斷增加。對(duì)于aFGF的藥用研究,國(guó)外僅在實(shí)驗(yàn)室階段;我國(guó)于2001年批準(zhǔn)了與aFGF相關(guān)的兩項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利,并批準(zhǔn)了暨南大學(xué)醫(yī)藥中心研究的由大腸桿菌生產(chǎn)的重組haFGF作為一種外用創(chuàng)傷藥物(艾夫吉夫)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。aFGF已經(jīng)成為我國(guó)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一類(lèi)基因工程新藥[32]。
aFGF在皮膚的損傷修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮重要作用,被廣泛應(yīng)用于燒燙傷、潰瘍、移植等多種皮膚損傷的修復(fù)。李校堃等[33]對(duì)皮膚用藥的藥代動(dòng)力學(xué)研究證明,重組的haFGF不能透過(guò)正常皮膚進(jìn)入體內(nèi),皮膚受損后,可通過(guò)破損表皮進(jìn)入血液循環(huán),但吸收量很少,由于haFGF的半衰期較短,用藥3 h后血液中的含量便基本消失,因此在體內(nèi)無(wú)蓄積作用;吸收后rhaFGF對(duì)皮膚有較大的親和力可向其他皮膚擴(kuò)散,且遠(yuǎn)處皮膚含量較高。臨床上皮膚損傷形成的微環(huán)境多成酸性,aFGF的等電點(diǎn)是5-7,在酸性條件下呈現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和生物學(xué)活性。許華等[34]對(duì)皮膚用藥的長(zhǎng)期毒性研究證實(shí),rhaFGF在有效劑量的15倍以下進(jìn)行皮膚用藥是安全的。
aFGF廣泛的生物學(xué)活性使其可以用于多種疾病的治療,但其強(qiáng)大的光譜的促有絲分裂活性在臨床使用中會(huì)引發(fā)正常組織增生甚至癌變等多種意料之外的嚴(yán)重后果,極大的限制了aFGF的廣泛應(yīng)用[35]。因此,將aFGF用于臨床治療時(shí),使用的時(shí)機(jī)、劑量、途徑和部位等都應(yīng)受到嚴(yán)格控制。此外,雖然我國(guó)對(duì)aFGF用于多種疾病的治療研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,但要使其廣泛的應(yīng)用于臨床,還需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的臨床試驗(yàn)觀察和全面的安全性評(píng)價(jià)[36]。
為了使aFGF得到廣泛的應(yīng)用,避免其廣譜的絲裂原活性在臨床應(yīng)用中帶來(lái)的副作用,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。haFGF基因N端27個(gè)氨基酸對(duì)絲裂原活性十分重要,將該序列去除得到的非促分裂haFGF(nonmitogenic haFGF,nhaFGF) 改構(gòu)體,喪失了誘導(dǎo)細(xì)胞分裂等促有絲分裂活性,但仍保持著原有aFGF的舒張血管、神經(jīng)調(diào)節(jié)、心肌保護(hù)和局部缺血保護(hù)等作用[37]。翁立新等[16]利用改構(gòu)型aFGF和野生型aFGF治療腸缺血再灌注損傷后大鼠,結(jié)果表明兩種aFGF對(duì)腸缺血再灌注損傷后的肝、腎功能均有保護(hù)作用,且無(wú)明顯差異。目前,aFGF改構(gòu)體的部分藥效已經(jīng)得到證實(shí),更多的保護(hù)機(jī)制正在探求中,改構(gòu)體去除了絲裂原活性,減少了人們對(duì)體內(nèi)用藥安全性的擔(dān)憂(yōu),對(duì)aFGF的廣泛應(yīng)用具有重要意義。
aFGF具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng),在臨床上有重要的作用,既可用于治療燒燙傷、潰瘍、切口等創(chuàng)面愈合,又可治療機(jī)體缺血損傷、心腦血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、骨骼修復(fù)及眼晶狀體再生等多種疾病,越來(lái)越受到人們的重視。nhaFGF改構(gòu)體的研究大大拓寬了aFGF的應(yīng)用范圍,使aFGF更加廣泛地應(yīng)用于臨床。aFGF廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值使其與其他多種藥物相比展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但由于受到活體試驗(yàn)和倫理學(xué)的限制,人們對(duì)aFGF多種活性的作用機(jī)制并不是十分清楚,還需要研究者通過(guò)大量的動(dòng)物試驗(yàn)作進(jìn)一步完善。今后還應(yīng)繼續(xù)對(duì)aFGF的結(jié)構(gòu)組成、功能活性和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等基礎(chǔ)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究,為aFGF的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)依據(jù),以期在臨床應(yīng)用中使aFGF的作用得到更大的發(fā)揮,使aFGF具有更為廣闊的應(yīng)用前景。
[1] Gospodarowicz D, Jones KL, Sato G. Purification of a growth factor for ovarian cells from bovine pituitary glands[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1974, 71(6) :2295-2299.
[2] Thomas KA, Rios-Candelore M, Fitzpatrick S. Purification and characterization of acidic fibroblast growth factor from bovine brain[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1984, 81:357-361.
[3] Mohan SK, Rani SG, Yu C. The heterohexameric complex structure, a component in the non-classical pathway for fibroblast growth factor 1 (FGF1) secretion[J]. J Biol Chem, 2010, 285(20):15464-15475.
[4] Chi YH, Kumar TK, Chiu IM, et al. Identification of rare partially unfolded states in equilibrium with native conformation in an all beta-barrel protein[J]. J Biol Chem, 2002, 277(38):34941-34948.
[5] Guzman-Casado M, Cardente A, Gimenea-Gallego G, et al. Myoinositol hexasulphate and low moleculer weight heparin binding to human acidic fibroblast growth factor:a calorimetric and FTIR study[J]. Int J Biol Macrom, 2001, 28(4):305-313.
[6] Margalit H, Fischer N, Ben-Sasson SA, et al. Comparative analysis of structurally defined heparin binding sequences reveals a distinct spatial distribution of basic residues[J]. J Biol Chem, 1993, 268(26):19228-19231.
[7] Zakrzewska M, Krowarsch D, Wiedlocha A, et al. Structural requirements of FGF-1 for receptor binding and translocation into cells[J]. Biochemistry, 2006, 45(51):15338-15348.
[8] Stauber DJ, Digabriele AD, Hendrickson WA. Structural interaction of fibroblast growth factor recepter with its ligands[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97(1) :49-54.
[9] Lozano RM, Pineda-Lucena A, Gonzalez C, et al. 1H NMR structural characterization of a nonmitogenic, vasodilatory, ischemia-protector and neuromodulatory acidic fibroblast growth factor[J]. Biochemistry, 2000, 39(17):4982-4993.
[10] Lin YZ, Yao SY, Hawiger J. Role of nuclear localization sequence in fibroblast growth facter-1-stimulated mitogenic pathways[J]. J Biol Chem, 1996, 271(10) :5305-5308.
[11] Fu YM, Spirito P, Yu ZX, et al. Acidic fibroblast growth factor in the developing rat embryo [J]. J Cell Biol, 1991, 114(6):1261-1273.
[12] Isaacs HV. New perspectives on the role of the fibroblast growth factor family in amphibian development[J]. Cell Mol Life Sci, 1997, 53(4):350-361.
[13] 章斌, 梅舉, 張寶仁, 等. 酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子促血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖作用的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 皖南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2003, 22(1):18-19.
[14] Ferrara N. Vascular endothelial growth factor and the regulation of angiogenesis[J]. Recent Prog Horm Res, 2000, 55:15-35.
[15] 劉炘, 馬嶸, 馬珂, 等. 重組人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)創(chuàng)面愈合的作用[J]. 中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 39(1):87-91.
[16] 翁立新, 付小兵, 李秀霞, 等. 改構(gòu)型和野生型aFGF對(duì)腸缺血—再灌注損傷后肝腎功能的影響[J]. 中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué), 2004, 16(1):19-21.
[17] Buehler A, Martire A, Strohm C, et al. Angiogenesis-independent cardioprotection in FGF-1 transgenic mice [J]. Cardiovasc Res, 2002, 55(4):768-777.
[18] Li AJ, Oomura Y, Sasaki K, et al. A single pre-training glucose injection induces memory fac ilitation in rodents performing various tasks:contribution of acidic fibroblast growth factor[J]. Neuroscience, 1998, 85(3) :785-794.
[19] Lipton SA, Wagner JA, Madison RD, et al. Acidic fibroblast growth factor enhances regeneration of processes by postnatal mammalian retinal ganglion cells in culture [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1988, 85(7):2388-2392.
[20] Lee LM, Huang MC, Chuang TY, et al. Acidic FGF enhances functional regeneration of adult dorsal roots[J]. Life Sci, 2004, 74(15):1937-1943.
[21] Wu H, Yao P, Liu N, et al. Prevention of osteoarthritis cartilage degeneration with intraarticular injection of recombinant human acidic fibroblast growth factor[J]. J Clin Rehab Tissue Eng Res, 2007, 11(32):6394-6396.
[22] 陳紀(jì)寧, 屠重棋, 龔全, 等. 酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子促進(jìn)引導(dǎo)性骨再生的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)修復(fù)重建外科雜志, 1999, 13(5):309-314.
[23] Jaye M, Howk R, Burgess W, et al. Human endothelial cell growth factor:cloning, nucleotide sequence, and chromosome localization[J]. Science, 1986, 233(4763):541-545.
[24] Zazo M, Lozano RM, Ortega S, et al. High-level synthesis in Escherichia coli of shortened and full-length human acidic fibroblast growth factor and purification in a form stable in aqueous solutions [J]. Gene, 1992, 113(2):231-238.
[25] 汪浩勇, 王會(huì)倍, 黃培堂, 等. 人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子基因在大腸桿菌中的克隆和表達(dá)[J]. 生物化學(xué)雜志, 1991, 7(6):713-718.
[26] Cao YH, Pettersson RF. Human acidic fibroblast growth factor overexpressed in insect cells is not secreted into the medium[J]. Growth Factors, 1990, 3(1):1-13.
[27] Wu X, Kamei K, Sato H, et al. High-level expression of human acidic fibroblast growth factor and basic fibroblast growth factor in silkworm (Bombyx mori L.) using recombinant baculovirus[J]. Protein Expr and Purif, 2001, 21(1):192-200.
[28] Fantoni A, Bill RM, Gustafsson L, et al. Improved yields of full-length functional human FGF1 can be achieved using the methylotrophic yeast Pichia pastoris[J]. Protein Expr Purif, 2007, 52(1):31-39.
[29] Zhou Y, Ren LZ, Zhu JG, et al. Construction of a recombinant human FGF1 expression vector for mammary gland-specific expression in human breast cancer cells[J]. Mol Cell Biochem, 2011, 354 (1-2):39-46.
[30] Fan YJ, Li W, Wang JJ, et al. Efficient production of human acidic fibroblast growth factor in pea (Pisum sativum L.) plants by agroinfection of germinated seeds[J]. BMC Biotechnol, 2011, 11:45.
[31] Hull AK, Criscuolo CJ, Mett V, et al. Human-derived, plantproduced monoclonal antibody for the treatment of anthrax[J]. Vaccine, 2005, 23(17-18):2082-2086.
[32] 王通, 李校堃. 生長(zhǎng)因子的新面孔——國(guó)家十五重大科技攻關(guān)項(xiàng)目概覽[J]. 中國(guó)處方藥, 2003, 2(2):27-29.
[33] 李校堃, 許華, 趙文, 等. 重組人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子皮膚用藥的藥代動(dòng)力學(xué)[J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 37(6) :424- 427.
[34] 許華, 李校, 鄭青, 等. 重組人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子皮膚用藥的長(zhǎng)期毒性研究[J]. 中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 34(1):46-50.
[35] Li HH, Fu XB, Sun TZ, et al. Non-mitogenic acidic fibroblast growth factor reduces intestinal dysfunction induced by ischemia and reperfusion injury in rats[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2007, 22(3):363-370.
[36] Ma B, Cheng DS, Xia ZF, et al. Randomized, multicenter, doubleblind, and placebo-controlled trial using topical recombinant human acidic fibroblast growth factor for deep partial-thickness burns and skin graft donor site[J]. Would Repair Regen, 2007, 15(6):795-799.
[37] 劉華偉, 趙勇, 李貴生, 等. FGF-1及其突變體的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)生物工程雜志, 2005, 25(8) :1-5.