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成纤维细胞生长因子 (FGF) 是由大约 150-200 个氨基酸组成的多肽,以两种密切相关的形式存在:碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF) 和酸性成纤维细胞生长因子 (aFGF)。
作为细胞间信号分子,FGF 在胚胎发生和分化中发挥着重要作用。 它是许多种骨细胞的潜在有丝分裂原,可以诱导成纤维细胞、软骨细胞、平滑肌细胞、成骨细胞、神经外胚层和骨骼肌细胞的复制。
在体外,两种 FGF 均刺激分离的大鼠颅骨成骨细胞样细胞中的 DNA 合成,而 bFGF 则刺激琼脂中分化软骨细胞的集落形成,充当有丝分裂剂和形态发生剂。 FGF 增加体内低分化前成骨细胞的数量。 在鸡胚胎中添加FGF可使成骨细胞和软骨细胞增殖并形成骨基质。
aFGF可由巨噬细胞、软骨和前软骨细胞形成,并能刺激未成熟软骨细胞及其前体细胞的增殖。 体内研究观察到FGF促进关节软骨的修复。 在小鼠骨折模型中,也使用了免疫组织化学方法。 发现FGF表达。
其中,FGF18是一种高度保守的蛋白质,由207个氨基酸组成,与已发现的FGF的其他成员具有30%-70%的同源性。 日本科学家首先从小鼠胚胎中分离出它。 小鼠FGF18的氨基酸序列与人和大鼠有99.5%和99%的同源性。 从结构上看,FGF18与FGF8和FGF17相似,属于同一亚家族的成员,氨基酸序列有70%-80%同源性。 FGF18的表达与FGF8和FGF17的空间表达相似,但在时空表达方面,FGF18与FGF8和FGF17并不完全相同。
FGF18蛋白在骨骼生长和发育中发挥重要作用,还参与皮质神经元活动、腺垂体存活、分化和增殖以及毛发生长和皮肤修复的调节。 作为生长因子家族的一员,FGF18在血管生成、形态发生、肿瘤生长和其他细胞组织发育中发挥着重要作用。 与其他生长因子相比,FGF18在治疗软骨疾病、软骨发育不全和骨修复等骨骼疾病方面具有潜在的临床价值和更广泛的作用。
FGF18 在胚胎发育阶段的作用
小鼠、大鼠和鸡胚胎的体外和体内实验表明,FGF18在胚胎发育和不同器官(包括中脑、肺、胰腺、肌肉、肠等)形成过程中表达。 研究发现FGF18参与皮质神经元的活动,调节小鼠的毛发生长和皮肤修复。 此外,研究发现FGF18在腺垂体祖细胞的存活、分化和增殖中也发挥着至关重要的作用。
FGF18在骨骼发育中的作用
大量体外和体内研究表明,骨骼发育过程中需要FGF18。 据报道,FGF18 在长骨发育过程中的软骨内细胞和颅骨发育过程中的成骨细胞间充质细胞中显着表达。 FGF18在骨骼发育中具有不可替代的作用。
此外,FGF18敲除小鼠的肋骨畸形导致胸廓体积缩小,可能引发呼吸衰竭,这被怀疑是FGF18敲除小鼠早期死亡的原因之一,并且还发现了关节发育缺陷。
FGF18在成骨过程中的作用
小鼠胚胎研究表明 FGF18 是一种骨周期调节剂。 而且,研究进一步证实,FGF18基因缺陷小鼠的成骨过程中,颅骨缝的闭合和长骨的骨化均延迟。 据报道,FGF18 缺陷小鼠表现出骨化延迟和骨标志物、骨桥蛋白和骨钙蛋白表达减少。 在 FGFR3 小鼠中未观察到这一现象。
因此求医网资讯,FGF18很可能在成骨和膜内骨形成过程中通过其他介质发挥作用。 通过对FGFR3和STAT1信号通路的研究,还观察到FGFR3表达的降低,这表明FGF18可能独立于FGFR3发挥作用。
FGF18 在软骨形成中的作用
研究发现,FGF18 敲除小鼠的胚胎中,FGF18 敲除小鼠的成骨间质细胞增殖减少,而软骨细胞的增殖和分化却增加。 因此,在胚胎发育过程中,FGF18可能积极促进成骨,消极抑制软骨形成。 研究进一步证实FGF18可以抑制胚胎发育过程中骨软骨细胞的增殖和分化。
相反,在成年个体中,FGF18对其他软骨组织(生长面除外)的软骨细胞具有正向调节作用。 此外,在胚胎发育过程中的骨膜中,FGF18可以通过增强前软骨细胞的分化来促进软骨修复。 腺病毒介导的 FGF18 转移至小鼠外耳刺激细胞增殖,导致软骨细胞数量、蛋白多糖表达和 II 型胶原蛋白表达增加。
研究报告表明,在软骨细胞增殖过程中,FGF18合成的增强可能是由于特定组织的损伤或损伤后额外的生长因子和细胞因子表达的调节所致。 在另一项研究中,发现 FGF18 可以通过抑制 表达来增强骨形态发生蛋白 (BMP) 功能并刺激软骨形成。
FGF18 的其他生物学作用
FGF18存在于多种细胞类型中,其功能不仅限于骨骼发育。 它可以刺激许多间质和上皮细胞和组织的增殖成骨发育不全,包括肺、肾、心脏、睾丸、脾、骨骼肌和脑。 同时,另一项研究表明,FGF18是多种细胞有效的有丝分裂原,在肝脏和小肠的发育中发挥着重要作用。