早在1940年，Hoftman等在脑和垂体的抽提物中发现一种能够促进成纤维细胞生长的物质。1974年该物被分离纯化，并命名为成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor， FGF）。接着，人们又分离出一种与之高度同源的物质，由于它含有较多的酸性氨基酸碱基，等电点为酸性（5.6），故命名为酸性FGF（aFGF）。先发现的FGF因对酸和热敏感，等电点呈碱性（9.6），则称为碱性FGF（bFGF）。aFGF和bFGF与后发现的int-2、FGF-5、角质细胞生长因子（KGF/FGF-7）、hst-1/kfgf、FGF-6基因表达产物……共9个成员组成FGF家族〔1，2〕。

简介

随着bFGF的高度纯化（Bohlen，1984）、测序（Esch，1985，Simpson，1987）和DNA克隆成功（Araham，1986，Gospodarowicz，1984）引入肝素-琼脂糖亲和层析提纯bFGF，可得到纯度达90%以上，由此bFGF研究进入了新阶段。现今资料表明，bFGF的生物学作用极其广泛，它在血管形成、促进创伤愈合与组织修复、促进组织再生和神经组织生长发育过程中起着十分重要的作用。现就bFGF的一般性质、分布、对神经组织的作用和机制以及临床应用前景等作一综述，以促进bFGF的开发和临床应用。

性质

bFGF是含155个氨基酸的促有丝分裂的阳离子多肽，其氨基酸序的55%和aFGF相同，分子量为16～18.5 KD。bFGF分子结构中有4个半胱氨基酸，以此形成分子的三维空间结构。由丝氨酸取代半胱氨酸的重组bFGF的生物学活性不变，而单链多肽则易于在大肠杆菌中表达〔3〕。

bFGF基因位于人的第5对染色体上，为单拷贝基因，呈不连续状态，其功能区被两个内含子隔开分为三个外显子区域。bFGF基因长度大于38 kb，第一个内含子位于第60、61位密码间，第二个内含子位于第94、95位密码子之间。bFGFmRNA有4.6 kb和2.2 kb两种形式，有bFGFmRNA反转录的cDNA序列已清楚，在bFGFcDNA可读框架中可见到一个常见的AUG起始密码、UGA终止密码。在AUG前面有起始密码CUG存在，它可启动氨基末端的延长。bFGF羧基末端较氨

基末端稳定，如果氨基末端截取少于25个氨基酸时并不影响其生物学活性。bFGF活性比aFGF大30～100倍〔4〕。bFGF在生物进化上具有很强的保守性，各种动物的FGF都有很高的同源性。人和牛bFGF氨基酸顺序同源性达98.7%。

bFGF有很强的肝素亲和力，在其114～123位氨基酸为高亲和力区，其它部位则有低亲和力区。抗bFGF与受体结合的单克隆抗体对其与肝素结合力无影响，取消有羟基端42位氨基酸，肝素亲和力即消失，而且可丧失部分生物学活性。bFGF基因中未发现信号肽顺序，用bFGF的cDNA转染3 T3细胞，能观察到bFGF对单个细胞的趋化作用，且用抗bFGF的mcAb可中和这一活性，说明bFGF可经自分泌方式释放〔5〕。

分布

主要分布于垂体、脑和神经组织及视网膜、肾上腺、胎盘等〔17〕，尤以垂体含量最高，能纯化大量的bFGF（0.5 mg/kg），其它组织含量很少，约为其1/10～1/50。bFGF不存在或以极低浓度存在于血清和体液中。

bFGF作为细胞分裂原，主要作用在起源于中胚层和神经外胚层的骨骼肌细胞、成纤维细胞和骨细胞等，其受体也相应的分布于上述细胞表面。FGF存在两类受体：一类是亲和力受体，属跨膜性酪氨酸蛋白激酶类受体；另一类是低亲和力受体，即肝素样受体，为硫酸乙酰肝素蛋白多糖类物质〔6〕。它们是一条单链多肽，约110～150 KD，受体数目约2×103～8×104/细胞，受体对bFGF的亲和力KD=18～80 pm。受体至少有4种形式，由细胞外区、跨膜区、胞浆区的近膜区和酪氨酸激酶区组成，由于每种FGF受体均能和FGF家族每个成员结合，而不同FGF受体的表达存在着组织细胞特异性。bFGF与受体亲和力显著大于aFGF。

作用机制

bFGF通过与靶细胞上的受体结合而发生作用，因此细胞内合成的bFGF需分泌至细胞外才能发挥生物学作用。但bFGF的mRNA翻译产物缺少引导它们向细胞外分泌的信号序列，其分泌途径与经典途径不同，除了可能是细胞受损或死亡后释出〔7〕，还有自分泌和旁分泌起作用〔8〕。

bFGF与高亲和力受体结合时需低亲和力受体的参与，提示低亲和力受体的结合使高亲和力受体结合更容易、更牢固〔9〕。bFGF与受体结合后可能通过以下途径将信号传至胞核：（1）激活腺苷酸环化酶与鸟苷酸环化酶，磷脂酶C（PLC-rl）磷酸化，又使磷脂酰肌醇-4，5二磷酸（PIP2）分解为甘油二酯（DG）和三磷酸肌醇（IP3），导致蛋白激酶C激活和Ca2+内流；（2）与受体结合后定位于细胞核，影响RNA聚合酶Ⅰ，加强核蛋白体基因的转录，以加速细胞由G0→G1和→G1→S期的转换，刺激细胞的DNA合成增强，促进细胞的分裂与增殖〔9〕；（3）bFGF与FGFR复合物的内部化。

生物学功能

bFGF的生物学效应分体内和体外两大部分。体内作用十分强烈，成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、血管内皮细胞、肾上腺皮质和髓质细胞、神经元和神经胶质细胞等具有很强的促细胞分裂增殖活性〔10〕。体外细胞培养中能在低浓度（1 mg·ml－1）发挥其作用。bFGF是重要的促有丝分裂因子，也是形态发生和分化的诱导因子〔11〕。其主要生物学作用有：（1）作为血管生长因子；（2）促进创伤愈合与组织修复；（3）促进组织再生；（4）参与神经再生等。

生物学效应

bFGF在神经组织的表达

从多种神经外胚层和中胚层起源的组织(如大脑皮质、下丘脑、垂体和视网膜等)可提取、纯化出bFGF。采用免疫组织化学方法测出神经元胞体、轴突与树突近端bFGF浓度为40～120 pm*g－1〔12〕。在星形胶质细胞和海马神经元、腰段脊髓神经元、神经胶质细胞及坐骨神经的雪旺氏细胞、郎飞氏结等也发现有bFGF的分布〔13，14〕。在鹌鹑的胚胎期，发现神经管和神经嵴有bFGF表达，后期在脊索和脊索神经节根表达。

中枢神经损伤后，有关bFGF表达情况的研究较多。Finklestine等（1988）发现脑损伤后bFGF明显增加，尤其病灶周围星形胶质细胞最为显著；Salley（1991）报道大脑损伤后3天，患侧皮层、室管膜和海马神经元中bFGF增加；Christine等（1994）诱发成年大鼠癫痫发作时，前脑神经元和胶质中bFGFmRNA显著增多。但在周围神经有关神经损伤后bFGFmRNA的表达，尚未见文献报道。

bFGF作为神经营养因子

（1）是神经胶质细胞和雪旺氏细胞的促有丝分裂原。bFGF有刺激神经胶质细胞的非有丝分裂活性，如促进星形胶质细胞的迁移和纤溶酶活剂的释放；调节胶质细胞纤维酸性蛋白（GFAP）的表达及谷氨酸和S-100蛋白的合成；改变星形胶质细胞的典型的细胞进程和细胞膜结构；促进星形胶质细胞的增殖并形成纤维状外形；也可促进少突胶质细胞的增殖，并增加其髓磷脂相关蛋白和类脂的含量。

(2)对体外培养神经元的作用

bFGF能延长培养液中多种中枢和外周神经元的存活，刺激胆碱乙酰化酶的合成以及突起的生长。Aoyagi等〔15〕报道在培养的胎鼠海马神经元中加入bFGF，可使神经元成活时间增加和其轴突延长。在培养的胎鼠海马神经元中加入bFGF10～30pg·ml－1，使原只能存活5～7天的神经元生命延长14天，数目增加4倍；当浓度增至200～500pg·ml－1时，可使原只30μm的突起延长至100μm。Patner等（1988）在培养的雪旺氏细胞中加入bFGF后，5%～10%的细胞进入分裂期。bFGF对培养中的胚鼠脑的额区、顶区、纹状体、丘脑的胆碱能神经元和多巴胺能、γ-氨基丁酸能神经元，大鼠小脑皮质神经元、交感节细胞、鸡胚脊髓前角神经元等都有营养和促进作用。

(3)体内神经营养作用

当bFGF用于损伤的大脑时，能促使海马神经元存活，而无bFGF时海马神经死亡。在外周神经系统，当bFGF加入紧靠坐骨神经切断处，能够促进神经的髓鞘化，防止背根神经节神经元的死亡〔16〕。Seivers（1987）、Gospodarowicz（1990）等也证实bFGF可使切断视神经后的视网膜后的视网膜节细胞成活。将bFGF注入大鼠脑中，也可保持切断轴突的大脑皮层的胆碱能神经元的存活（Anderson，1988）。Ferrari等（1989）经体内实验证实，bFGF能提高中脑腹侧多巴胺能神经元移植物的成活。

(4)对周围神经再生的促进作用

在周围神经损伤修复的研究中，有资料表明，bFGF有明显的促进外周神经纤维再生的作用是比较肯定的，也已在体的神经“套管”模型实验中得到证实〔16〕。自Lundborg（1982）建立神经再生模型后，有关加入某些因子对神经再生影响的研究很多。Cuevas〔17〕等给切断坐骨神经灌注bFGF，可提高神经的再生率。Laquerriere等〔18〕在桥接大鼠7mm长坐骨神经缺损中使用bFGF，4周后发现神经再生成功。Koshinaga等〔19〕研究了脊髓损伤后bFGF、aFGF的表达情况后认为，aFGF、bFGF参与脊髓损伤的修复过程。有研究表明bFGF的促神经再生作用可与NGF家族、睫状节神经营养因子（CNTF）、胰岛素样生长因子（IGFs）等的神经营养活性相互协同〔2〕。

(5)促进神经前体细胞分化

bFGF有对神经前体细胞的增殖分化作用。Gensburgeror（1987）发现培养的大鼠神经元加入bFGF后，出现胆碱能成份分裂并增殖。Dicico-Bloom（1990）观察到成神经细胞的分裂受bFGF的调节，分裂过程中出现轴突突起生长出生长锥、神经递质合成、递质小泡的转运等神经元特性。此外，bFGF还可通过它的促血管生成作用来影响中枢神经和周围神经系统的发育。

应用前景

bFGF是一种促细胞分裂的肝素结合蛋白，可诱导多种细胞的增殖与分化，对神经系统有重要作用。在不同种间bFGF结构的高度守恒性，提示它在个体发育中起着原始的促进作用。鉴于以往bFGF的研究多集中于中枢神经系统，在周围神经损伤后，bFGFmRNA的表达情况、bFGF受体表达的细胞、bFGF如何与受体识别以及结合后的变化?bFGF促周围神经再生的机制，生理状态下存在多种生长因子，它们的相互协调作用以及调节关系怎样?等，这些问题的阐明将为临床提高周围神经损伤后的修复效果提供理论依据。此外，由于bFGF易被酶分解，其在体内作用的发挥需持续长时间与靶细胞受体结合，如研究一种既能让bFGF稳定不受蛋白酶降解，又能使bFGF持久缓慢释放的载体，则解决了bFGF临床的一大难题。虽然bFGF在体内含量甚微，但分布广泛，生理功能复杂多样。bFGF生物活性的多效性以及神经营养的广谱性，为其从基础走向临床提供了保证，bFGF对于神经损伤再生的研究，是对于神经损伤治疗领域的一个新的探索和拓宽，目前在动物实验上已现成效。国内第二代基因重组h-bFGF也已经问世〔4〕，它的出现，展示着bFGF临床应用的光明前景。

美容应用

护肤、修复作用

bFGF能够改善细胞生长的微环境，促进弹性纤维和胶原蛋白的合成，使肌肤富有弹性，使皮肤处于滑嫩的状态。

抗皱、防衰老作用

能够促进成纤维细胞的生长发育，不断以新的细胞取代老化细胞，因此产生防皱、祛皱作用。

美白、祛斑作用

更新衰老细胞，从而降低皮肤细胞中黑色素和有色细胞的含量，减轻皮肤色素的沉着。

防晒及晒后修复作用

能迅速修复受损细胞，减轻紫外线辐射对皮肤造成的伤害。

防粉刺、去疤痕作用

刺激皮肤肉芽组织的形成和促进肉芽组织的上皮化，还可调节胶原降解及更新，从而缩短创伤愈合时间以及减少疤痕形成的作用。

获得荣誉

1986年，荣获人类科学的最高奖——诺贝尔奖