生長因子又被稱之為生長肽,因?yàn)樗且环N具有多種生物學(xué)功能的多肽類物質(zhì),生長因子不但可以特異性的與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,而且對結(jié)合的受體具有*的親和性。同時(shí)它也在調(diào)節(jié)微生物和細(xì)胞的正常生長代謝中有著極其重要的作用,可以作為行使多種細(xì)胞功能的催化劑。生長因子對于不同類型的細(xì)胞具有一定的專一性,它們主要是在血小板和各類胚胎、成體以及大多數(shù)體外培養(yǎng)的細(xì)胞中生成。一般來說,體外的細(xì)胞培養(yǎng)都需要多種生長因子協(xié)調(diào)著共同進(jìn)行,但腫瘤細(xì)胞不同,它可以*不依賴生長因子的幫助自主進(jìn)行生長,因此癌細(xì)胞理論上可以無限繁殖。
生長因子的分類
生長因子的種類眾多,主要可分為血小板來源生長因子(PDGF)、骨肉瘤來源生長因子(ODGF)、表皮生長因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-oL和TGFl3)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、類胰島素生長因子(IGF)、神經(jīng)生長因子(NGF)、白細(xì)胞介素類生長因子(IL—l、IL—ll、IL一lll等)、紅細(xì)胞生長素(EPO)、集落刺激因子(CSF)等。
1. 成纖維細(xì)胞生長因子
成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)是促進(jìn)微血管生成的重要生長因子,它們的主要功能是對細(xì)胞的有絲分裂,遷移作用有明顯的促進(jìn)作用,同是還參與了細(xì)胞的分化和組織的修復(fù)等功能。目前已發(fā)現(xiàn)有23種,其中包括酸性成纖維細(xì)胞生長因子(aFGF/FGFl)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF/FGF2)及角化細(xì)胞生長因子(KGF/FGF7)等。
當(dāng)人體患有胰腺癌時(shí),癌變組織中可高度表達(dá)成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)極其受體(FGFR)。正常的胰腺組織也是通過旁分泌和自分泌激活了FGF的相關(guān)信號導(dǎo)致的胰腺癌。酸性成纖維細(xì)胞生長因子和堿性成纖維細(xì)胞因子在人體胰腺癌中的表達(dá)量是正常組織中的8-11倍,同時(shí)堿性成纖維細(xì)胞因子被認(rèn)為與內(nèi)皮細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞的增殖有關(guān),并與患者的生存期縮短有密切的關(guān)聯(lián)。
2. 表皮生長因子
表皮生長因子(EGF)是人類發(fā)現(xiàn)的第1個生長因子,表皮生長因子受體(EGFR)的兩種主要配體則是除了EGF,還有功能相似的轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)。他們通常都是在正常的導(dǎo)管細(xì)胞核胰腺腺泡中生成,他們這兩種生長因子和受體的過度表達(dá)會刺激細(xì)胞的增殖,而阻斷他們的信號傳遞通路則可以一直增殖并防止胰腺癌的發(fā)生。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),EGF可通過激活NF—K B的活性誘導(dǎo)MMP一9的表達(dá),促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的侵襲,因此使用NF—K B抑制物就可以抑制此過程的發(fā)生,降低胰腺癌的發(fā)病幾率。
3. 胰島素樣生長因子
胰島素樣生長因子(IGFs)可以分為IGF-I型和IGF-II型,他們都是多功能的一類細(xì)胞增殖調(diào)控因子,在細(xì)胞的分化、增殖、個體的生長發(fā)育中的過程中具有重要的促進(jìn)作用。與FGF一樣,IGF可以通過旁分泌和自分泌其I型因子來激活受體,然后再激活其中的P13K小分子,從而導(dǎo)致AKT的磷酸化,同時(shí)使得Bad凋亡蛋白也發(fā)生絲氨酸的磷酸化過程,磷酸化的Bad凋亡蛋白與凋亡抑制因子的受體蛋白結(jié)合后,激活了游離的凋亡抑制因子,從而抑制了細(xì)胞的凋亡。
研究表明,胰島素樣生長因子受體(IGFR)在胰腺癌的發(fā)病過程中起了重要的作用,抑制IGFR可以縮小胰腺癌的體積,減輕其重量,降低血管的密度并且增加胰腺癌細(xì)胞的凋亡,因此研究IGFR抑制劑對胰腺癌的治療有很重要的意義。
4. 肝細(xì)胞生長因子
肝細(xì)胞生長因子(HGF)通常是在間質(zhì)細(xì)胞中產(chǎn)生的,一般是通過旁分泌的方式作用在各個組織的上皮細(xì)胞中,它的主要受體是上皮細(xì)胞表面的酪氨酸激酶受體。主要的功能是影響細(xì)胞的分化,增殖,移行和浸潤,同時(shí)對血管的生成也有輔助調(diào)節(jié)作用。肝細(xì)胞生長因子受體(HGFR)通常顯著表達(dá)與胰腺癌細(xì)胞當(dāng)中,而在正常的胰腺細(xì)胞中表達(dá)極低。研究表明。使用酪氨酸激酶抑制劑tyrphostin抑制HGF受體依賴的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可以阻斷HGF的促生長效應(yīng),減少胰腺癌的發(fā)生。
生長因子的作用
生長因子普遍來說都與細(xì)胞的生長發(fā)育有關(guān),它不但可以調(diào)控相關(guān)細(xì)胞的增殖和凋亡,而且對人體的造血系統(tǒng),血管,免疫系統(tǒng)以及腫瘤的發(fā)生都有密切的關(guān)系。人體組織中出現(xiàn)的炎癥,感染,創(chuàng)傷愈合以及胚胎發(fā)育都是生長因子重要的調(diào)控對象。每種生長因子都可以調(diào)控不同的細(xì)胞,同時(shí)在調(diào)控過程中產(chǎn)生的作用也略有不同,但細(xì)胞并不是只受一種生長因子的調(diào)節(jié),多種生長因子共同的協(xié)調(diào)作用才能geng好地提供給細(xì)胞全面成效。當(dāng)然,其中大部分的生長因子都是為細(xì)胞核組織提供正向調(diào)節(jié),少數(shù)具有負(fù)調(diào)節(jié)功能,還有一些具有特殊的正、負(fù)雙重調(diào)節(jié)作用。
1、生長因子的作用模式
內(nèi)分泌:生長因子分泌后,通過血液運(yùn)輸作用于遠(yuǎn)端靶細(xì)胞,比如血小板源生長因子就是以這種方式實(shí)現(xiàn)自己生物學(xué)效用的。
旁分泌:細(xì)胞分泌的生長因子對鄰近的其他類型細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)作用,對合成、分泌該生長因子的細(xì)胞本身則不發(fā)生作用。
自分泌:生長因子作用于合成及分泌該生長因子的細(xì)胞自身,并進(jìn)行相關(guān)的細(xì)胞作用。生長因子常見的作用模式是以自分泌和旁分泌的方式為主,而內(nèi)分泌的作用方式則較少一些。
2、生長因子的作用機(jī)制
生長因子在不同的細(xì)胞中產(chǎn)生后,通過自分泌或旁分泌甚至內(nèi)分泌的方式結(jié)合在靶細(xì)胞細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的相應(yīng)受體上。生長因子經(jīng)過與受體的結(jié)合作用,會激活細(xì)胞內(nèi)的信號傳遞系統(tǒng),從而介導(dǎo)了相關(guān)的促進(jìn)或抑制的生物學(xué)效用。如下圖中所示,原癌基因可以產(chǎn)生不同的生長因子或其相關(guān)的受體,它們的產(chǎn)生和過表達(dá)的量都將會影響癌細(xì)胞的生長,繁殖。若生長因子一味的促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖,并且原癌基因還不斷的誘使細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)合受體,那么癌細(xì)胞就會開始失控并產(chǎn)生腫瘤。同時(shí)由于癌細(xì)胞的可以自主的進(jìn)行生長,所以原癌基因的相關(guān)產(chǎn)物還可以發(fā)生各種類型的變異,導(dǎo)致癌癥geng難治愈。
生長因子的應(yīng)用
除了作為細(xì)胞培養(yǎng)試劑在細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮作用外,生長因子已經(jīng)被用于臨床治療的行列當(dāng)中,由于它是在正常細(xì)胞中產(chǎn)生,因此生長因子既沒有藥物毒性,又不會產(chǎn)生相關(guān)的免疫反應(yīng),是非常合適的治療癌癥和傷口愈合等方面疾病的藥物。表皮生長因子是十分常見的一種治療機(jī)體損傷和潰瘍的一類藥物,它可以促進(jìn)傷口的愈合和加快表皮細(xì)胞的再生,對于醫(yī)療中的燙傷,燒傷以及各種創(chuàng)口和潰瘍的損傷都有很好的效果,并且已經(jīng)被用于美容產(chǎn)品當(dāng)中,減輕或治療ba痕的出現(xiàn),對痘印,痘坑以及孕婦的ren娠紋修復(fù)都具有很好的改善效果,加快了皮膚的修復(fù)作用。
生長因子還與下列多種疾病相關(guān),廣泛用于醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域:
腫瘤:癌細(xì)胞與生長因子及其受體高度活化有關(guān),如EGF/EGFR(非小細(xì)胞型肺癌、ru腺癌)、VEGF、TNF、IGF及PDGF等。
心血管疾病:原發(fā)性高血壓與MYC和FOS原癌基因的激活有關(guān),而TP53基因表達(dá)降低,則會導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞增生。
動脈粥樣硬化:癌基因高表達(dá)產(chǎn)生過量的血小板源生長因子(PDGF),引起組織細(xì)胞增生,造成血管壁斑塊形成,血液的濃稠度增加產(chǎn)生栓塞。
心肌肥厚:多種癌基因(RAS、MYB、MYC、FOS)的過量表達(dá)導(dǎo)致心肌肥厚。與此有關(guān)的生長因子有胰島素樣生長因子(IGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)及成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)等。
免疫適應(yīng)癥:白細(xì)胞介素-2是趨化因子家族的一種細(xì)胞因子,它主要由活化的T細(xì)胞中產(chǎn)生,對腎癌、黑色素瘤的治療效果明顯,也可以被用于制作免疫調(diào)劑試劑和治療自身免疫有關(guān)的疾病。白細(xì)胞介素-3則被用于治療血小板缺失和骨髓功能衰竭等的適應(yīng)癥。