FGF家族由23个成员组成

成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)是上皮细胞、神经外胚层和间充质来源的细胞分化和功能调节的主要生长因子。FGF家族由至少23种结构与功能不同的类似物组成。根据1991年Baird等提出的命名标准,分别称为FGF-1至FGF-23,其中酸性FGF(aFGF)称为FGF-1而碱性FGF(bFGF)称为FGF-2,在FGF的其他成员中,除FGF-15 和-16外,均已有明确的基因定位。

三种FGF受体均与FGF结合或相互作用

第一种为高亲和性(Kd=2~10pM)的膜整合蛋白,其胞膜外段含2~3个Ig样环状结构域,胞质段含有内源性酪氨酸激酶活性。高亲和性FGF受体由各自的基因编码,分别命名为FGFR1/fly(cek1)、FGFR2/bek(k-sam)(cek3)、FGFR3/ fly-2(cek2)。这些受体的结构虽各不相同,但与FGF的结合亲和力不一样。第二种为低亲和性(Kd=50~500nM)的结合位点,其化学性质为硫酸乙酰肝素蛋白糖苷(heparan sulfate proteoglycan,HSPG)。HSPG不具备内源性酪氨酸激酶活性,但它是调节FGF生物可用性的重要因子。低亲和性受体又称为细胞表面和(或)细胞外基质低亲和性蛋白糖苷结合位点,属于一类细胞外基质蛋白物质。这类受体的激活和信号转导需要HSPG的参与,受体与FGF相互作用时,还需要perlecan和syndecan-1的调节。第三种也是一种蛋白质,称为富含胱氨酸的FGF受体(cysteine-rich FGF receptor,CFR),仅存在于Golgi体中(又称为MG-160),不转导FGF信号,其功能尚未查明。

FGF有广泛的生理意义

在胚胎的极早期,衍化为骨组织的细胞即可表达FGF家族中的一些成员;在膜内成骨时,间充质细胞和成骨细胞可表达FGF-2;至成骨的后期,成骨细胞和成软骨细胞还可表达FGF-1和FGF-2,分泌的FGF-2贮存于细胞外基质中。骨在不同的发育时期表达的FGF种类(主要为FGF-1、FGF-2和FGF-3)也有所不同。

此外,FGF-1和FGF-2还促进成骨细胞的分化与增殖。但在体外试验中,FGF抑制成骨细胞的活性,降低分化活性,使成骨细胞的ALP活性下降,并对骨吸收、骨形成、骨折愈合、骨胶原蛋白及其他基质蛋白表达有调节作用。

FGF/FGFR对骨的作用

FGF/FGFR对骨的作用

注:connexin-43:连接蛋白-43;N-cadherin:N-钙黏素;↓:下降;↑:增加。

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