admin 百科大全 2023-01-31 11:08:35

ELISA系列 | 成纤维细胞生长因子FGF家族

成纤维细胞生长因子FGF（Fibroblast Growth Factors，FGFs）最初是以其成纤维细胞的有丝分裂能力命名的。FGF及其受体在动物界高度保守。在哺乳动物中，FGF家族包括23种多肽，它们调节多种细胞的迁移、增殖、分化、存活、代谢活动和神经功能。

01 FGF家族成员及受体

FGF家族至少有20个成员，命名为FGF-1到FGF-20，但酸性FGF和碱性FGF是FGF-1和FGF-2的常用名称，而角质形成细胞生长因子（KGF）是FGF-7的常用名称。酸性FGF（aFGF）和碱性FGF（bFGF）是FGF的原型成员，因其等电点不同而得名。它们在氨基酸序列上有55%的同源性，大小相似。基于系统发育分析，FGFs可分为七个亚家族（图1A）。也有研究提出存在8个FGF家族，FGF3形成一个单独的“家族”，只有一个成员。

其中5个属于旁分泌亚家族：FGF1、FGF4、FGF7、FGF8、FGF9亚家族。FGF19亚家族是内分泌亚家族。FGF11亚家族在细胞内发挥作用。

已鉴定出四种独立基因编码的成纤维细胞生长因子受体（FGFRs）：FGFR1、FGFR2、FGFR3和FGFR4。他们是跨膜酪氨酸激酶受体，通过硫酸乙酰肝素或Klotho依赖性途径介导FGF信号转导。这些FGFRs是单链糖蛋白，由胞外区、跨膜区和胞内区组成。FGFRs的胞外区域包含三个免疫球蛋白样结构域（D1-D3），在D1和D2结构域之间有一个富含丝氨酸的酸盒。跨膜区为跨膜螺旋，胞内区为酪氨酸激酶区（图1B）。另外，还有FGFR家族的第五个成员FGFR样1（FGFRL1），至少与一些分泌的FGF结合。FGFRL1缺乏存在于其他FGFRs中的细胞内酪氨酸激酶结构域，并拮抗FGFs的一些功能。

图1. FGF家族及其受体

（A）基于系统发育分析的小鼠和人类FGF家族及其亚家族划分示意图。请注意，小鼠有一个Fgf15，而人类有相关的FGF19，这在小鼠中并不存在。（B）左图：哺乳动物FGF受体的结构示意图，包括B和C变体之间的差异。右图：FGFR2b和FGFR2c变体的配体结合特异性。与这些受体变体结合的FGFs被指出。HSPG，硫酸乙酰肝素蛋白多糖；Ig，免疫球蛋白样结构域；P，磷酸化酪氨酸残基；TK，酪氨酸激酶结构域；TM，跨膜结构域。

旁分泌型FGFs主要通过肝素/硫酸乙酰肝素作为辅助因子激活FGF受体。内分泌FGFs主要通过αKlotho或βKlotho激活FGF受体。在神经功能中，内源性FGFs的作用与FGF受体无关。FGFRs有三个共同的特点：（1）重叠识别，使得一个FGFR受体能够以相似的结合亲和力与不同的FGFs结合；同样，每个FGF能够与不同的FGFRs结合；（2） FGFs与其受体的结合是细胞表面硫酸乙酰肝素或Klotho依赖性的；（3）同一受体基因通过mRNA的选择性剪接，或通过蛋白细胞表面酶解可产生多种细胞结合或分泌亚型。FGFRs可能通过与其他表面受体竞争来调节对FGF的亲和力。FGF亚家族及其对应的受体，包括受体变体，及亲和力图示如下图2。