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    细胞因子/生长因子知多少?

    发布时间: 2024-02-22  点击次数: 185次

    生长因子是具有刺激细胞生长活性的细胞因子,是一类通过与特异性的、高亲和性的细胞膜受体结合,调节细胞生长与其他细胞功能等多效应的多胎类物质。生长因子存在于血小板和各种成体与胚胎组织及大多数培养细胞中,对不同种类细胞具有一定的专一性。


    一、生长因子的分类

    生长因子的种类众多,主要有表皮细胞因子(EGF)、转化生长因子(TGFα和TGFβ)、成纤维细胞生长因子(αFGF、βFGF)、类胰岛素生长因子(IGF)、神经生长因子(NGF)、血小板来源生长因子(PDGF)、促红细胞生长素(EPO)、肝细胞生长因子(HGF)、集落刺激因子(CSF)等。

    生长因子种类

    产生细胞

    功能

    表皮生长因子(EGF)

    血小板成纤维细胞、巨噬细胞、角质形成细胞

    促进表皮与上皮细胞生长

    转化生长因子α(TGFα)

    血小板巨噬细胞、角质形成细胞

    促进表皮与上皮细胞生长

    转化生长因子β(TGFβ)

    血小板成纤维细胞、巨噬细胞、角质形成细胞

    对某些细胞有促进剂抑制作用

    成纤维细胞生长因子(FGF)

    成纤维细胞、巨噬细胞、内皮细胞

    促进间充质细胞、软骨细胞和成骨细胞的有丝分裂

    类胰岛素生长因子(IGF)

    成纤维细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、肝细胞

    促进硫酸盐进入软骨组织并促进软骨细胞分裂,对多种组织细胞起胰岛素样作用

    神经生长因子(NGF)

    内分泌细胞

    调节多种细胞生长

    血小板来源生长因子(PDGF)

    血小板成纤维细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞、巨噬细胞

    促进间质及胶质细胞生长

    促红细胞生长素(EPO)

    肾脏远曲小管细胞、肾皮质、内皮细胞

    刺激骨髓红细胞的发育和成熟

    肝细胞生长因子(HGF)

    间质细胞

    刺激肝细胞分化、再生


























    表皮生长因子(EGF)

    EGF是一种由53个氨基酸残基组成的耐热单链低分子多肽,无糖基部位,非常稳定,耐热耐碱,广泛存在于体液和多种腺体中,主要由颌下腺、十二指肠合成。EGF与靶细胞上的受体特异性识别结合后,促进受体二聚化并使细胞质位点磷酸化,最终在体内外对多种组织细胞有强烈的促分裂作用。EGF家族成员目前发现有6种,除表皮生长因子(EGF),另外还有转化生长因子α(TGF-α),双向调节蛋白(AR),β-细胞素(BTC),肝素结合EGF样生长因子(HBEGF)和表皮调节素(EPR)。


    转化生长因子(TGF)

    TGF是一种细胞质内由氨基酸组成的蛋白质,包括两类多肽类生长因子,转化生长因子-α(TGF-α)和转化生长因子-β(TGF-β)。TGF-α是由巨噬细胞,脑细胞和表皮细胞产生,可诱导上皮发育。TGF-β是一种多功能蛋白质,由成骨细胞和软骨细胞合成,通过与细胞膜表面特异性受体结合发挥生物学作用,调节成骨细胞增殖、分化。TGF-β对破骨细胞具有促进和抑制的双向作用,与骨细胞外基质代谢有关,并能够促进软骨细胞的生成。


    成纤维细胞生长因子(FGF)

    FGF是一类由垂体和下丘脑分泌的多肽生长因子,以肝素/硫酸肝素作为辅助因子与其受体结合从而发挥作用,FGF对成纤维细胞有促分裂作用,可通过参与调节细胞增殖、迁移、分化和凋亡在胚胎的发育和维持机体稳定中发挥重要作用。FGF有酸性(αFGF)和碱性(βFGF)两种。其中αFGF仅分布于神经组织,βFGF普遍存在于多种组织,如脑垂体、视网膜、肾上腺、胎盘、前列腺、免疫组织系统和各种肿瘤细胞中,以垂体中含量最大。


    类胰岛素生长因子(IGF)

    IGF是一种受生长激素(GH)调节的单链多肽,由70个氨基酸组成,分子量为7649 Da,结构有45%与胰岛素相似。可由肝、肾、肺、心、脑和肠等组织产生,其中大部分在肝脏合成,再释放入血液中作用于靶细胞,以达到促进生长、调节代谢的作用。IGF有IGF-1和IGF-2两种,IGF-2,主要对胎儿的生长起作用,而IGF-1是AKT信号转导途径中的一种有效天然激活剂、细胞生长和增殖的刺激因子、细胞程序性死亡的有效抑制因子。


    神经生长因子(NGF)

    NGF是最早发现和最典型的神经营养因子,同时也是影响神经系统最重要的生物活性分子之一,其包含α、β、γ三个亚基组成,其中只有β亚基(β-NGF)是一个具有生物学活性的亚基。β亚单位通过非共价键结合而构成活性二聚体,其中,六个半胱氨酸残基之间由二硫键相连,若二硫键结构不正确,NGF将丧失其生物活性。NGF的表达水平通常在慢性神经系统疾病中增加,NGF与其受体TrkA结合激活TrkA细胞内结构域激酶和下游信号通路的磷酸化,导致神经递质的产生和异位放电,从而致使了疼痛的产生。


    血小板来源生长因子(PDGF)

    PDGF是一种刺激组织细胞增长的肽类调节因子,由细胞分泌,生理状态下存在于血小板α颗粒内,当血液凝固时由崩解的血小板激活释放出来。其家族成员包含PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C、PDGF-D。该家族基因编码了4种同源二聚体(PDGFR-AA、PDGFR -BB、PDGFR -CC、PDGFR -DD)和1种异源二聚体(PDGFR -AB)。PDGF须与细胞膜上相应的受体PDGFR结合才能发挥其生物学效应,研究发现,PDGF通过磷酸化激活PDGFR,启动PDGF/PDGFR信号通路来发挥其相应的生物学作用。


    促红细胞生长素(EPO)

    EPO是体内一种分子量为30.4 kDa的酸性蛋白质,由肾脏分泌,具有疏水性、热稳定性,且不受PH值的变化所影响的特点,与促红细胞生长素受体结合共同作用,促进红细胞生成、骨细胞髓红系祖细胞生长 、促进血管生成等过程。


    肝细胞生长因子(HGF)

    HGF是一种干细胞来源的生长因子,其结构实质是含728个氨基酸的肝素结合糖蛋白,它来自间质细胞,存在于动物和人体内多种组织和细胞中,以旁分泌方式作用于邻近细胞,与细胞表面的受体结合并激活酪氨酸激酶活性,从而发挥其较强的促有丝分裂、诱导血管生成等生物学作用。


    二、生长因子的应用

    1.肺血管重塑:

    肺血管重构在慢性阻塞性肺疾病(COPD)和肺功能正常的重度吸烟者中常见,生长因子能促进肺血管重塑,如VEGF,PDGF,EGF。


    2.伤口愈合:

    生长因子是调节细胞对伤口愈合过程反应的内源性信号分子,其通过分泌方式与受体结合,激活细胞机制,促进伤口愈合,包括PDGF,VEGF,FGF,EGF,TGF-β,GM-CSF[1]。


    3.软骨修复:

    生长因子可以刺激细胞分裂、生长和分化,在关节软骨中,通过调节局部微环境,多种生长因子协同调节关节软骨的发育和体内平衡[2]。TGF-β超家族、FGF超家族、IGF-1和PDGF的成员都被研究作为软骨损伤和早期关节炎管理中可能的治疗手段。


    4.对肝脏再生的调节作用:

    肝脏在调节全身代谢和复合解毒中起中心作用,生长因子在再生肝脏细胞的活化、增殖、迁移、分化和存活中起作用,能在损伤部位表达或通过循环系统到达肝脏,与此相关的生长因子有TNF-α、TNF-β、HGF、EGF、FGF、VEGF、IGF。


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