1、成纤维细胞生长因子与造血调节研究进展钟志宏 综述 袁利亚 陈国安 审校【摘要】成纤维细胞生长因子(FGFs)属于肝素一结合多肽家族，具有影响细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种功能。FGFs受体表达于各类造血干祖细胞和基质细胞。FGFs既可维持造血微环境稳定，也能促进造血干祖细胞增殖，维持它们的原始表型。此外，FGFs还能协同其他造血生长因子增强造血干祖细胞体外克隆的形成，有助于造血干祖细胞的体外扩增，具有潜在的临床应用价值。【关键词】成纤维细胞生长因子； 造血干细胞； 造血祖细胞； 增殖成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factors，FGFs)属于肝素一结合多肽家族。早期
2、研究使用的FGFs主要来自牛脑和脑垂体的提取液，是大约150个氨基酸结构的酸性或碱性成纤维细胞生长因子(aFGF，又名FGF一1，或bFGF，又名FGF一2)。FGFs具有促有丝分裂活性，在中胚叶和神经内皮起源的多种细胞上发挥功能，影响细胞的增殖、分化、凋亡和迁移L1。现在已经发现了FGFs家族中的24个成员，相对分子质量为1710。3410。，含有1371 同源性氨基酸系列。FGFs通过双重受体系统影响细胞活性，包括高亲和性的酪氨酸激酶受体和低亲和性的硫酸肝素蛋白多糖结合位点。成纤维细胞生长因子受体(FGFRs)表达于各类造血干祖细胞和基质细胞。FGFs家族成员是对多种细胞显示多样生理和(或
3、)药理作用的多能信号分子2，在细胞发育、血管生成、神经营养和组织修复中发挥重要作用口“。此外，FGFs还涉及到血细胞生成，通过协同其他造血生长因子增强造血干祖细胞体外克隆的形成5。1 FGFs在血细胞生成中的作用FGFs不仅促进造血干祖细胞的增殖、维持它们的表型，也影响血细胞生成包括造血前体细胞特异谱系的形成和骨髓基质细胞的形成。骨髓基质细胞以及和他相关的细胞外基质形成造血“微环境”，支持和调节造血细胞的生长L6。基质细胞通过产生膜相关的或在微环境中自由扩散的正调控因子和负调控因子影响血细胞生成。以往的研究显示FGFs许多成员能促进骨髓基质细胞的增殖并且在长期的骨髓培养中也能促进粒细胞集落生成
4、，表明 FGF 涉及到微环境平衡的维持和血细胞生成。事实上，FGFRs在各种造血干祖细胞和基质细胞表达，表明FGFs能通过直接作用于造血细胞，和或间接通过刺激基质细胞产生或释放造血细胞因子来调节血细胞生成。11 FGF一1与造血细胞生成FGF一1是一种多功能的细胞生长因子，上皮细胞、真皮细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞、神经细胞、成肌细胞和成骨细胞等均有FGF一1的受体。FGF一1能影响这些细胞的活性，如通过其趋化作用和促细胞迁移作用使巨噬细胞、间充质细胞、内皮细胞和成纤维细胞等向创伤部位聚集，启动创伤愈合过程。FGF一1是多种细胞的促有丝分裂原并与造血细胞有关7。目前认为，FGF一1涉及到多序
5、列的造血细胞扩增8。FGF一1协同粒一巨噬细胞集落刺激因子(GMCSF)增加非定向造血干祖细胞集落形成，促进粒细胞和巨核细胞生成和成熟 j。12 FGF一2与造血细胞生成FGF一2能刺激和调节血管内皮细胞、上皮细胞、成肌细胞、成骨细胞和神经胶质细胞等多种起源于中胚层、神经外胚层细胞的增殖分化。FGF一2具有多功能性，不仅能促进血管生成和神经细胞修复，还通过协同其他造血生长因子来增强造血细胞体外克隆的形成L1 “j。FGF一2可促进红细胞和髓细胞生成，也涉及到成熟中性粒细胞和巨噬细胞生成，还促进巨核细胞克隆形成和成熟。FGF一2协同GMCSF和红细胞生成素(Epo)来增加非定向造血干祖细胞集落形
6、成。造血干祖细胞在FGF一2、干细胞因子(SCF)和GMCSF联合诱导培养下生成髓性细胞。Bruno等m 报道FGF一2能直接作用于人类巨核系祖细胞；而Han等m认为FGF一2是作用于某些辅佐细胞如基质细胞等，这些辅佐细胞通过释放和或合成的细胞因子促进巨核细胞生成和成熟。实验证实FGF一2联合IL一3、SCF可诱导脐血CD34+细胞生成巨核细胞m。体外扩增实验显示 FGF-2 对巨核细胞增殖是有效的，这对脐带血移植后易出现较长期严重血小板减少的预防和治疗有良好的应用前景。13 FGF一4与造血细胞生成FGF一4是一种kfgfhst致癌基因编码的促有丝分裂蛋白，可刺激间叶细胞和神经内皮起源细胞的
7、增殖。人类骨髓细胞体外培养实验显示，FGF一4既延长基质层细胞的生存期也以剂量依赖的形式增加造血细胞克隆形成。FGF一4作为促细胞生成因子可直接促进巨核细胞生成和诱导巨核细胞成熟，也能通过调节内皮细胞黏附作用促进巨核细胞增殖分化。14 FGF一9与造血细胞生成FGF一9是高表达于脑的多肽，在体内和体外有促血栓形成的活性。在体外巨核细胞克隆试验中，小鼠抗IL一6单克隆抗体可抑制FGF一9生成血小板的活性，而IL一6能增强FGF一9生成血小板的活性。小鼠动物试验显示：注射FGF一9的小鼠，第6天时骨髓巨核细胞数增加至原来的15倍，脾脏巨核细胞数增加10倍，表明FGF一9在体内具有良好促血小板生成作
8、用。2 FGF和造血干祖细胞的体外扩增细胞因子诱导的造血于祖细胞体外扩增可以缩短移植后中性粒细胞和血小板减少期1 。临床试验中，通过选择不同来源的细胞，包括骨髓、动员的外周血和脐血进行体外扩增。试验结果显示：在无基质条件下扩增的造血细胞不能重建清髓性骨髓移植的造血，其原因可能与造血干细胞在体外培养过程中过度分化而数量不足有关。然而，培养扩增的移植物能缩短各类血细胞，特别是移植后的中性粒细胞和血小板的减少期，表明扩增后较成熟细胞有助于造血恢复。近年来，异基因脐血造血干细胞移植应用于血液肿瘤和实体瘤治疗日益增多。其优点为：严重移植物抗宿主病和病毒感染的发生率相对较低，人类白细胞相关抗原(human
9、 leukocyteassociated antigen，HLA)不完全匹配也能成功进行移植，且脐血来源丰富。然而，对于成人受者，一份脐血中的造血干细胞数量往往不能达到移植所需细胞数量的标准。此外，脐血移植后造血功能恢复较慢，中性粒细胞和血小板低点持续时间较长。因此，人们期望通过体外扩增脐血造血干祖细胞来解决上述问题。迄今为止，很少有关于应用FGFs的造血于祖细胞体外扩增的报道。近来Kashiwakura等 在无血清培养条件下，采用FGF一2联合细胞因子，如血小板生成素(TPO)、SCF、IL一3和Flt3配体体外培养来自胎盘脐带血的CD34+细胞。在培养后的第6和第12天，红系前体细胞增加，
10、巨核细胞集落形成单位将增加近1倍，与对照组相比，巨核细胞数增加了1O0120倍，结果显示FGF一2能促进巨核细胞生成并对未来临床试验设计有一定的价值 。最近，da Silva等u胡报道骨髓CD34+细胞在包含FGF一2、SCF、白血病抑制因子和Flt3配体等细胞因子的无基质培养体系中扩增培养，能够扩增并维持来自于骨髓和脐血造血于祖细胞的粒系和淋巴细胞群体。新近Yeoh等0 9报道FGF一1和FGF一2可较长期维持造血于细胞的复制能力。以往的研究证实，基质细胞对来自人类骨髓和脐血的于祖细胞的体外扩增维持都有效2 。因此，推测FGFs可能通过作用于造血于祖细胞以及骨髓中的辅助细胞(包括基质细胞)而对造血于祖细胞扩增和维持其原始表型发挥重要作用。3 结束语目前已认识到FGFs家族某些成员具有造血调节作用，然而FGFs家族中究竟哪些成员对造血于祖细胞扩增并维持其复制能力至关重要?是FGF一1还是FGF一2或者需要两种联合以及体外培养条件优化等都值得进行系统的研究。随着对FGFs调节造血于祖细胞增殖、分化及维持其自我更新能力研究的深入，将在造血于细胞移植等领域获得良好的临床应用价值。
