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FGF家族简介
FGF家族,即成纤维细胞生长因子家族,是一类对细胞生长、发育和分化具有重要调节作用的蛋白质。这些生长因子在人体内广泛分布,对多种类型的细胞具有刺激或抑制作用。FGF 家族成员在胚胎发育的最早阶段和器官发生过程中发挥作用,维持祖细胞并介导其生长、分化、存活和模式形成。 FGF 在成人组织中也发挥作用,通常通过重新激活发育信号通路来介导代谢功能、组织修复和再生。
源自文献:DOI:10.1002/wdev.176
FGF和FGFR家族。(a)系统发育分析表明,22个Fgf基因可分为7个亚家族,每个亚家族有2至4个成员。分支的长度与每个基因之间的进化距离成正比。Fgf1、Fgf4、Fgf7、Fgf8和Fgf9亚家族基因编码分泌的典型FGFs,它们与肝素/HS作为辅助因子结合并激活FGFR。Fgf15/19亚家族成员编码内分泌FGFs,与Klotho家族蛋白作为辅助因子结合并激活FGFR。Fgf11 亚家族基因编码细胞内 FGF,它们是非信号蛋白,充当电压门控钠通道和其他分子的辅助因子。
(b) FGFR蛋白结构示意图如图所示。FGFR是一种约800个氨基酸的受体酪氨酸激酶,具有多个结构域,包括三个细胞外免疫球蛋白样结构域(I, II和III),一个跨膜结构域(TM)和两个细胞内酪氨酸激酶结构域(TK1和TK2)。SP表示可切割的分泌信号序列。Fgfr基因家族由四个成员组成,Fgfr1-Fgfr4。其中,Fgfr1-Fgfr3产生免疫球蛋白样结构域III的两个主要剪接变体,称为IIIb和IIIc,它们是配体结合特异性的重要决定因素。
(c) FGFRL1/FGFR5蛋白结构示意图。FGFRL1与FGFRs结构相似,是一种约500个氨基酸的膜蛋白,具有三个细胞外免疫球蛋白样结构域(I, II和III),一个跨膜结构域(TM)和一个不含酪氨酸激酶结构域的细胞内短尾。SP表示可切割的分泌信号序列。
不同亚型FGF的培养细胞类型&作用
FGF |
细胞类型 |
作用 |
FGF-1 |
多种细胞类型,包括成纤维细胞、内皮细胞等 |
促进细胞增殖,维持细胞稳态,参与血管新生等 |
FGF-2 |
干细胞、成纤维细胞、内皮细胞等 |
促进细胞增殖,调控细胞分化,参与血管生成等 |
FGF-3 |
成纤维细胞、骨髓间充质干细胞等 |
促进细胞增殖,参与骨骼发育等 |
FGF-4 |
胚胎干细胞、成纤维细胞等 |
促进细胞增殖,调控胚胎发育和细胞分化等 |
FGF-5 |
神经上皮细胞、成纤维细胞等 |
调控细胞增殖,参与神经发育和皮肤发育等 |
FGF-6 |
成纤维细胞、肌肉细胞等 |
促进肌肉细胞增殖和修复,参与肌肉发育等 |
FGF-7 |
上皮细胞、角质形成细胞等 |
促进上皮细胞增殖和修复,维护皮肤和黏膜结构等 |
FGF-8 |
胚胎干细胞、成纤维细胞等 |
调控胚胎发育,参与神经发育和器官形成等 |
FGF-9 |
成纤维细胞、软骨细胞等 |
促进软骨细胞增殖,参与骨骼发育和修复等 |
FGF-10 |
上皮细胞、腺体细胞等 |
促进上皮细胞增殖和分化,参与器官发育和组织修复等 |
FGF-11 |
神经元、心肌细胞等 |
调控神经元生长,参与心脏发育和修复等 |
FGF-12 |
神经元、心肌细胞等 |
参与神经元的电活动,调控心肌细胞收缩等 |
FGF-13 |
成纤维细胞、神经元等 |
调控细胞极性和神经元的发育等 |
FGF-14 |
神经元、心肌细胞等 |
调控神经元的电活动,参与心脏发育和修复等 |
FGF-15 |
肝细胞、小肠细胞等 |
调控胚胎发育,参与肝脏和小肠的功能维持等 |
FGF-16 |
心肌细胞、血管内皮细胞等 |
参与心脏和血管的发育、维护血管结构等 |
FGF-17 |
脑组织、心肌细胞等 |
调控神经发育和心脏发育,参与组织修复等 |
FGF-18 |
软骨细胞、骨细胞等 |
促进软骨和骨组织的发育和修复等 |
FGF-19 |
肝细胞、小肠上皮细胞等 |
调控胆汁酸合成和胰岛素敏感性等 |
FGF-20 |
神经元、胚胎干细胞等 |
参与神经发育和组织修复等 |
FGF-21 |
肝细胞、脂肪细胞等 |
调控能量代谢和脂肪分解等 |
FGF-22 |
皮肤细胞、上皮细胞等 |
促进皮肤和上皮组织的生长和修复等 |
FGF-23 |
骨细胞、肾小管细胞等 |
调控磷酸和钙离子代谢,参与骨骼发育和肾脏功能维护等 |
注:以上表格列举了FGF1至FGF23在细胞培养中的常见应用范围和作用,具体使用条件和效果可能因实验设计和细胞类型的不同而有所变化。研究者在使用时应根据具体情况进行调整。
总结与展望
FGF家族的生长因子在细胞培养领域具有广泛的应用前景。它们在干细胞、类器官等领域的培养中发挥着关键作用。随着对FGF家族的深入研究,我们有望发现更多具有重要价值的生长因子成员,进一步推动细胞培养技术的发展和应用。在未来,FGF家族的生长因子有望在组织工程、药物研发、再生医学等领域发挥更大的作用,为人类健康和生活质量的提高做出更大的贡献。
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