解剖科学进展Progressof
AnatomicalSciences
2008。14(3):337~340
脊椎动物成纤维细胞生长因子及其受体
李祥”,吕建新’,彭颖’,陈新文2
(1.温州医学院浙江省医学遗传学莺点实验室,浙江温州325035;2.中国科学院武汉
病毒研究所病毒学国家重点实验室,湖北武汉430071)
【摘要】成纤维细胞生长因子(FGFs)具有广泛的生物学功能,已知FGF家族至少包括23个因子(FGFs
1—
23);成纤维细胞生长因子受体(FGFRS)家族有3类:酪氨酸激酶受体类、富胱氨酸FGF受体和低亲和力受体肝素硫酸糖蛋白。FGFs和FGFRs一起组成了一个大而复杂的信号分子家族,具有促细胞分裂、促细胞运动和促形态形成的作用,在胚胎、组织发育和成熟中发挥着重要作用。
【关键词】脊椎动物;成纤维细胞生长因子;成纤维细胞生长因子受体
【中图分类号lQ954.54"3【文献标识码】A【文章编号l10(0-2947(2008)03—0337—04
FiroblastGrowthFactorsandtheirReceptorsinVertebrate
LIXiang”,LVJian—xin‘,PENGYin91,CHENXin-wen2
(1.ZhejiangProvinceKeyLaboratoryofMedicalGenetics,WenzhouMedicalCollege,Wenzhou325035;2.StateKeyLaboratoryofVirology,
WuhanInstituteofVirology,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071China)
IAbstractl
andheparansulfatehave
a
FibroblastGrowth
Factors(FGFs)familyincludes
atleast23
members(FGFsl-23),FGF
receptors
are
dividedintothreekindsoftyrosinekinasesreceptor(FGFRI-FGFR4),cysteine-richfibroblastgrowthfactorreceptor(CFR)
andFGFRs
are
proteoglycans(HSPGs).FGFscomposedof
a
largeandcomplicatedsignalingsystem,
varietyofcellularbiologicalfunctioninmanyprocessesofcellproliferation,differentiationandmigration,embryonic
andorganismsdevelopment.
【Keywords】Vertebrate;fibroblastgrowthfactors;fibroblastgrowthfactorreceptors
成纤维细胞生长因子(Fibroblast
GrowthFactors
组成了一个大而复杂的信号分子家族,具有促细胞分裂、促细胞运动和促形态形成的作用,在胚胎、组织发育和成熟中发挥着重要作用,它们的变异或者不适当表达,能引起从形态失调到癌症等多种不同病理学现象”1。FGF和FGFR广泛的表达于从线虫到人类的各种多细胞动物的组织中,但在单细胞生物中还没有发现相应基因存在M。
1
,FGF)最早是在本世纪70年代中期,从垂体和大脑提取液中获得,由于其能促进小鼠成纤维细胞的有丝分裂而得名”,21。从结构上来说,FGFs相对保守,一般由约150~200@氨基酸组成,其核心区域有大约120+氨基酸序列具有高度的同源性(30%~70%)1310大部分的FGFs基因都能编码末端信号肽,并释放到细胞外。FGFs通过结合肝素、硫酸乙酰肝素等蛋白聚糖形成多聚体复合物,再由这个复合物与细胞表面特异的FGF受体相互作用来发挥生物学功能。FGFRs(FGFreceptors)是一类受体酪氨酸激酶,可以通过其配体FGF的结合,引起受体的二聚化和自磷酸化来激活其激酶活性,激活的FGFR然后激活其他的级联信号传导途径”棚。FGF和FGFR一起
【收稿日期】2008—04—29
【基金项目】温州医学院人才引进项目(No:89207005)
+通讯作者frowhomcorrespondenceshouldbeaddressed)
脊椎动物FGF家族及其主要结构
FGF又称为肝素亲和生长因子(Heparin
blinding
growth
factor,HBGF),是一类通过与细胞膜特异性
受体结合而发挥作用、调节细胞生长的肽类分子。目前已知FGF家族至少包括23个因子(FGFs1—23)或癌基因的产物,它们在氨基酸序列上有一定的同源性并具有相似的生物学功能。
FGF家族成员中大多数(FGFs
3-8,10,17—
・338・
解剖科学进展
2008年第l4卷第3期
19,21和23)有N端信号肽,从而能分泌到细胞外。还有一些如FGFs9,16和20,没有明显的可剪接的N端信号肽但仍能分泌出细胞。FGFl和FGF2没有信号肽,虽不能像FGFs9,16和20一样分泌到胞外,但能通过细胞损伤和胞外的内质网一高尔基途径释放到胞外p1。FGF22有一个可剪接的N端信号肽,但仅附着于细胞表面并不分泌。FGFs11—14没有信号肽存在,不以受体依赖的方式作用于细胞内。这些FGFs可能作为组织特异性的蛋白一激酶信号模型的胞内组成部分,与其他的FGFs同源,结构相似,但功能不同”1。按等电点的不同,可将FGF分为等电点为9.6的碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和等电点为5~7的酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)。aFGF与bFGF是FGF家族中研究最多的两个成员,二者结构和功能很相似,且作用于相同受体。三维晶体结构测定表明,aFGF由3组相似的折叠模式组成,每组又包含4个反平行的p折叠,共有12个p折叠(氨基酸位点:11—137),这种结构决定了其功能特异性。aFGF功能区主要包括肝素结合区、受体结合区和核转位区删。bFGF是由155个氨基酸所组成,基因长约
38
kb,共有3个外显子,其间被二个大的内含子所
分隔。bFGF的转录产物有四种:1.2
kb、2.2kb、3.7
kb和7.0kb,主要表达的是3.7kb和7.0kb。利用晶体衍色技术发现bFGF的空间构象是由12个B折叠组成的一个类似于金字塔形的结构吲。bFGF中含有分别位于第25、69、87和92位的4个半胱氨酸。它们之间是否形成二硫键仍然存在着争议,而且它们被其他氨基酸代替后会产生不同的后果。如第87和92位的半胱氨酸被替换后,bFGF将丧失其生物学功能,但第25和第69位的半胱氨酸被替换后却没有什么影响,所以目前认为第87和92位半胱氨酸形成二硫键对于维持bFGF的生物学活性至关重要”q。
2
FGFR家族及其类型
FGFs的生物学效应是通过与FGFRs结合而实
现。FGFRs至少有三类:高亲和力的FGF受体FGFRl—4,也叫做酪氨酸激酶受体类;富胱氨酸FGF受体(CFR)和低亲和力受体肝素硫酸糖蛋白(heparansul—fateproteoglycans,HSPGs)。2.1酪氨酸蛋白激酶类
酪氨酸蛋白激酶类是一类高亲合力受体,分子量为125~156kd,介离常数(Kd)为10—11
mol/
L。目前已克隆出4个与高亲合力受体有关的基因:即FGFRl(fig)、FGFR2(bek)、FGFR3、FGFR4
““,分别由四个独立的基因fig、bek、fsfr3和fi922编码,它们的氨基酸组成和序列相对保守,功能相近,参与介导细胞的生长、分化、迁移、存活和一些病理过程如血管生成、创伤愈合等。FGFRl—3在体内广泛分布,而FGFR4只在发育早期大量表达,且主要分布在视网膜和肾脏”习。各种FGFR基因在发育过程中具有独特的时空表达形式,提示FGFRs的多样性在FGFs的反应中起着关键性的作用。FGFRs结构由胞外区、跨膜区、胞内区组成。FGFR的胞外段有3个免疫球蛋白结构域(图1):第
1.SchematicdiagramofFGFR.Theheparinbindingsite(HBS)
iscoloredblue.ABstandsforacidbox.ThealternativelusplicedsecondhalfofD3iscoloredpurple.TheN—andC—
termini
are
labeledN
andC,respectivedly.FGFRportioninvolvedin
receptor
autoinhibitionandFGFligandbinding
are
indieated(MohammadiandOlseneta1.,2005).
一个免疫球蛋白结构域是高度变异,与FGF结合非必需的,它可以调节FGFR与FGF的亲和力。在第一个免疫球蛋白结构域和第二个免疫球蛋白结构域之间,有4。8个酸性氨基酸组成的酸盒。其第二个免疫球蛋白结构域在各个FGFR中,是高度保守的,尤其近膜端是完全一致的,该序列是与肝素硫酸糖蛋白(HSPGs)结合的部位。第三个免疫球蛋白结构域是与FGF结合的部位,在各种FGFR中都不相同,即使是同一种FGFR中也存在着差异。这是因为FGFR的转录产物可发生剪切和拼接,从而产生大量的异构体。这种可变剪接存在于FGFRl、FGFR2和FGFR3中,但FGFR4没有。由于剪切的部位是发生在第三个免疫球蛋向结构域,而且剪切部位也不一致,使得相同的细胞也可以表达不同的FGFR。这就造成了细胞表达FGFR的种类和数量的不同,因此同一种FGF对不同组织的细胞有不同的作用。FGFR的分布有组织特异性。大致说来FGFRl主要在中胚层起源的组织中表达;而FGFR2则在内胚层起源的组织中表达“”;FGFR3在神经发育和神经组织中有高表达:FGFR4在小鼠发育时的内胚层高表达,同时还分布于肌肉,肝、胆、肺和肾等组织中。2.2富胱氨酸FGF受体
富胱氨酸FGF受体(CFR)也是一种具有高度亲和性的FGF受体,因为它拥有较高比例的胱氨酸残
基,因此被称为富胱氨酸受体(CFR)1141。CFR的主
Fig
stsotsonysm
2008年第14卷第3期李祥等脊椎动物成纤维细胞生长因子及其受体
・339・
要转录片段为8kb,开放阅读框起于转录本57末端
的100bp之间,大部分非编码顺序位于3’端。CFR蛋
皮细胞、血管内皮细胞有促增殖和分裂作用””。这些研究证明了FGFs在小鼠发育和器官形成的大多数时期中起着关键的作用01。同时这些研究表明了FGFs家族的某些基因在特异性表达上起着非常专一的作用(i.e.AngoramutantofFGF5一/-mice),尽管某些FGFs的缺失可由功能上相近的FGFs来弥补(no
obviousdefectin3.2
白由1142个氨基酸组成,比酪氨酸激酶受体略大。在细胞膜外区,含有16个胱氨酸的重复片段结构,还有一个穿膜区和一个短的13个氨基酸残基的细胞内尾巴,由于太短而不具有酶活性。CFR蛋白拥有一个信号肽,CFR能与多种FGFs家族成员结合,FGFI,FGF2,FGF4均与其竞争结合。而其他生长因子如PDGF、EGF,胰岛素,FGF—II等不与FGF竞争结合CFR。因而CFR是一种FGF特异结合蛋白。2.3低亲和力受体肝素硫酸糖蛋白(HSPGs)
HSPGs因能与肝素紧密连接,又称肝素结合型FGF受体(HBFGFR),它与CFR有很强的同源性。由于HSPGs仅在较低水平(nmoYL水平)上与FGF结合,因而又被称为低亲和力受体。HSPGs不仅有储存和释放FGFs的功能,而且在FGFs与FGFR的结合中也起着更重要的微调作用1151。至少有3类HSPGs:多配体蛋白聚糖(syndecans)、B聚糖(Bglycan)和磷脂酰肌醇蛋白聚糖(glypican)。
Syndecans、Bglycan是穿膜受体,附着于一个核心
FGFl-/一mice)o
FGFRs的主要功能
通过基因同源重组的方法进行基因敲除对
FGFRs功能进行了研究,如表1所示:FGFRl的缺失导致了胚胎细胞迁移能力的丧失从而使胚胎在E9.5一E12死亡;FGFR2b的缺失使肺、四肢和其他组织的严重损伤从而导致胎盘死亡。另外,FGFR2c的缺失导致骨骼发育受到损伤,但突变的小鼠能生存。FGFR3缺失导致胚胎发育畸形,这是由于骨的发育异常所引起的“哪;FGFR4的基因突变,并未对小鼠的发育有什么大的影响,提示FGFR4的功能可被其他的FGFR所替代。另外,有报道FGF通过FGFR与多种肿瘤的发生相关,如前列腺癌和胰腺导管腺癌,这种联系使FGFR成为这些肿瘤的新疗法的靶点。而FGFR与细胞增殖、分化、迁移等的密切关系使人们推测它们本身就与肿瘤发生有关。研究表明,至少有两种肿瘤的发生与FGFR有一定关系。一种是多发性骨髓瘤;另一种是白血病/淋巴瘤综合症。
存在的问题和研究趋势
目前,虽然对FGF和FGFRs进行了很多的研究也
蛋白上,glypican1是非穿膜蛋白,它通过磷酸肌醇连接到细胞表面。此外,细胞外基质中存在一种叫perfecan的HSPGs,但它并不与细胞表面联系。据推测,HSPGs的作用是与aFGF结合后将aFGF运送到高亲和性受体上”1。
4
3
FGFs和FGFRs的主要功能及存在的问题FGFs的主要功能
FGFs家族成员是一种具有广泛生物学效应的生
3.1
取得了非常大的成就。但是,由于FGF家族成分多样、结构复杂、作用广泛,FGF家族内各种成员的进一步确认、家庭成员之间相互作用的明确、FGF及其受体在细胞生长、分化方面的作用,FGF信号传导通路,特别是FGF与肿瘤浸润进展关系等问题仍需要更多、更深人的研究来证明。关于FGFR也还有许多问题尚有待于进一步研究,如其在胞内的具体信号传递过程、靶基因及产物的作用等。随着这些问题的解决会对相应的发育异常的诊断、预防和创伤愈合和为治疗组织愈合、遗传疾病、血管生成等提示一些思路。随着人们对FGF和FGFR研究的深入,可望在更多的领域得到更广泛的应用。
【参考文献】
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3T3cell
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1'}'ale1.TargetedmutagenesisofFGFR
isotypes:lossoffunctionReceptor/isoformFGFrlFGFrlFGFrlbFGFrleFGFr2FGFr2bFGFr2cFGFr3FGFr4
Survival
Phenotype
E妊“噎12.警鲁裟茹嚣乏;:瓣。t,hraxiou。ghd。fe。t
ViableLethal.E9.5Lethal,El0.5Lethal,P0Viable
.
NoobviousphenotypeDefectivecell
migrationthroughprimitive
streak;posterioraxisdefect
Defectinplacentaandlimbbudformation
Age.nesis。ofl罂gs,anteriorpituitary,thyroid,
s,Delayedossifiration,propor
tskul1.base(tignat6hondrocraniumdwar[)i
e
O
ViahieViable
Bone
andsteroidhormonesin
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rdrl
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function
cooperatively
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【1【1【12】Gahie【131
【26】Colvin【14]Olwin
【27】Weinstein【15】Pazin【161BemfieldM,KokenyesiRKato睢etaLBiologyofthe叩诎m:afamily
解剖科学进展Progressof
AnatomicalSciences
2008。14(3):337~340
脊椎动物成纤维细胞生长因子及其受体
李祥”,吕建新’,彭颖’,陈新文2
(1.温州医学院浙江省医学遗传学莺点实验室,浙江温州325035;2.中国科学院武汉
病毒研究所病毒学国家重点实验室,湖北武汉430071)
【摘要】成纤维细胞生长因子(FGFs)具有广泛的生物学功能,已知FGF家族至少包括23个因子(FGFs
1—
23);成纤维细胞生长因子受体(FGFRS)家族有3类:酪氨酸激酶受体类、富胱氨酸FGF受体和低亲和力受体肝素硫酸糖蛋白。FGFs和FGFRs一起组成了一个大而复杂的信号分子家族,具有促细胞分裂、促细胞运动和促形态形成的作用,在胚胎、组织发育和成熟中发挥着重要作用。
【关键词】脊椎动物;成纤维细胞生长因子;成纤维细胞生长因子受体
【中图分类号lQ954.54"3【文献标识码】A【文章编号l10(0-2947(2008)03—0337—04
FiroblastGrowthFactorsandtheirReceptorsinVertebrate
LIXiang”,LVJian—xin‘,PENGYin91,CHENXin-wen2
(1.ZhejiangProvinceKeyLaboratoryofMedicalGenetics,WenzhouMedicalCollege,Wenzhou325035;2.StateKeyLaboratoryofVirology,
WuhanInstituteofVirology,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071China)
IAbstractl
andheparansulfatehave
a
FibroblastGrowth
Factors(FGFs)familyincludes
atleast23
members(FGFsl-23),FGF
receptors
are
dividedintothreekindsoftyrosinekinasesreceptor(FGFRI-FGFR4),cysteine-richfibroblastgrowthfactorreceptor(CFR)
andFGFRs
are
proteoglycans(HSPGs).FGFscomposedof
a
largeandcomplicatedsignalingsystem,
varietyofcellularbiologicalfunctioninmanyprocessesofcellproliferation,differentiationandmigration,embryonic
andorganismsdevelopment.
【Keywords】Vertebrate;fibroblastgrowthfactors;fibroblastgrowthfactorreceptors
成纤维细胞生长因子(Fibroblast
GrowthFactors
组成了一个大而复杂的信号分子家族,具有促细胞分裂、促细胞运动和促形态形成的作用,在胚胎、组织发育和成熟中发挥着重要作用,它们的变异或者不适当表达,能引起从形态失调到癌症等多种不同病理学现象”1。FGF和FGFR广泛的表达于从线虫到人类的各种多细胞动物的组织中,但在单细胞生物中还没有发现相应基因存在M。
1
,FGF)最早是在本世纪70年代中期,从垂体和大脑提取液中获得,由于其能促进小鼠成纤维细胞的有丝分裂而得名”,21。从结构上来说,FGFs相对保守,一般由约150~200@氨基酸组成,其核心区域有大约120+氨基酸序列具有高度的同源性(30%~70%)1310大部分的FGFs基因都能编码末端信号肽,并释放到细胞外。FGFs通过结合肝素、硫酸乙酰肝素等蛋白聚糖形成多聚体复合物,再由这个复合物与细胞表面特异的FGF受体相互作用来发挥生物学功能。FGFRs(FGFreceptors)是一类受体酪氨酸激酶,可以通过其配体FGF的结合,引起受体的二聚化和自磷酸化来激活其激酶活性,激活的FGFR然后激活其他的级联信号传导途径”棚。FGF和FGFR一起
【收稿日期】2008—04—29
【基金项目】温州医学院人才引进项目(No:89207005)
+通讯作者frowhomcorrespondenceshouldbeaddressed)
脊椎动物FGF家族及其主要结构
FGF又称为肝素亲和生长因子(Heparin
blinding
growth
factor,HBGF),是一类通过与细胞膜特异性
受体结合而发挥作用、调节细胞生长的肽类分子。目前已知FGF家族至少包括23个因子(FGFs1—23)或癌基因的产物,它们在氨基酸序列上有一定的同源性并具有相似的生物学功能。
FGF家族成员中大多数(FGFs
3-8,10,17—
・338・
解剖科学进展
2008年第l4卷第3期
19,21和23)有N端信号肽,从而能分泌到细胞外。还有一些如FGFs9,16和20,没有明显的可剪接的N端信号肽但仍能分泌出细胞。FGFl和FGF2没有信号肽,虽不能像FGFs9,16和20一样分泌到胞外,但能通过细胞损伤和胞外的内质网一高尔基途径释放到胞外p1。FGF22有一个可剪接的N端信号肽,但仅附着于细胞表面并不分泌。FGFs11—14没有信号肽存在,不以受体依赖的方式作用于细胞内。这些FGFs可能作为组织特异性的蛋白一激酶信号模型的胞内组成部分,与其他的FGFs同源,结构相似,但功能不同”1。按等电点的不同,可将FGF分为等电点为9.6的碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和等电点为5~7的酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)。aFGF与bFGF是FGF家族中研究最多的两个成员,二者结构和功能很相似,且作用于相同受体。三维晶体结构测定表明,aFGF由3组相似的折叠模式组成,每组又包含4个反平行的p折叠,共有12个p折叠(氨基酸位点:11—137),这种结构决定了其功能特异性。aFGF功能区主要包括肝素结合区、受体结合区和核转位区删。bFGF是由155个氨基酸所组成,基因长约
38
kb,共有3个外显子,其间被二个大的内含子所
分隔。bFGF的转录产物有四种:1.2
kb、2.2kb、3.7
kb和7.0kb,主要表达的是3.7kb和7.0kb。利用晶体衍色技术发现bFGF的空间构象是由12个B折叠组成的一个类似于金字塔形的结构吲。bFGF中含有分别位于第25、69、87和92位的4个半胱氨酸。它们之间是否形成二硫键仍然存在着争议,而且它们被其他氨基酸代替后会产生不同的后果。如第87和92位的半胱氨酸被替换后,bFGF将丧失其生物学功能,但第25和第69位的半胱氨酸被替换后却没有什么影响,所以目前认为第87和92位半胱氨酸形成二硫键对于维持bFGF的生物学活性至关重要”q。
2
FGFR家族及其类型
FGFs的生物学效应是通过与FGFRs结合而实
现。FGFRs至少有三类:高亲和力的FGF受体FGFRl—4,也叫做酪氨酸激酶受体类;富胱氨酸FGF受体(CFR)和低亲和力受体肝素硫酸糖蛋白(heparansul—fateproteoglycans,HSPGs)。2.1酪氨酸蛋白激酶类
酪氨酸蛋白激酶类是一类高亲合力受体,分子量为125~156kd,介离常数(Kd)为10—11
mol/
L。目前已克隆出4个与高亲合力受体有关的基因:即FGFRl(fig)、FGFR2(bek)、FGFR3、FGFR4
““,分别由四个独立的基因fig、bek、fsfr3和fi922编码,它们的氨基酸组成和序列相对保守,功能相近,参与介导细胞的生长、分化、迁移、存活和一些病理过程如血管生成、创伤愈合等。FGFRl—3在体内广泛分布,而FGFR4只在发育早期大量表达,且主要分布在视网膜和肾脏”习。各种FGFR基因在发育过程中具有独特的时空表达形式,提示FGFRs的多样性在FGFs的反应中起着关键性的作用。FGFRs结构由胞外区、跨膜区、胞内区组成。FGFR的胞外段有3个免疫球蛋白结构域(图1):第
1.SchematicdiagramofFGFR.Theheparinbindingsite(HBS)
iscoloredblue.ABstandsforacidbox.ThealternativelusplicedsecondhalfofD3iscoloredpurple.TheN—andC—
termini
are
labeledN
andC,respectivedly.FGFRportioninvolvedin
receptor
autoinhibitionandFGFligandbinding
are
indieated(MohammadiandOlseneta1.,2005).
一个免疫球蛋白结构域是高度变异,与FGF结合非必需的,它可以调节FGFR与FGF的亲和力。在第一个免疫球蛋白结构域和第二个免疫球蛋白结构域之间,有4。8个酸性氨基酸组成的酸盒。其第二个免疫球蛋白结构域在各个FGFR中,是高度保守的,尤其近膜端是完全一致的,该序列是与肝素硫酸糖蛋白(HSPGs)结合的部位。第三个免疫球蛋白结构域是与FGF结合的部位,在各种FGFR中都不相同,即使是同一种FGFR中也存在着差异。这是因为FGFR的转录产物可发生剪切和拼接,从而产生大量的异构体。这种可变剪接存在于FGFRl、FGFR2和FGFR3中,但FGFR4没有。由于剪切的部位是发生在第三个免疫球蛋向结构域,而且剪切部位也不一致,使得相同的细胞也可以表达不同的FGFR。这就造成了细胞表达FGFR的种类和数量的不同,因此同一种FGF对不同组织的细胞有不同的作用。FGFR的分布有组织特异性。大致说来FGFRl主要在中胚层起源的组织中表达;而FGFR2则在内胚层起源的组织中表达“”;FGFR3在神经发育和神经组织中有高表达:FGFR4在小鼠发育时的内胚层高表达,同时还分布于肌肉,肝、胆、肺和肾等组织中。2.2富胱氨酸FGF受体
富胱氨酸FGF受体(CFR)也是一种具有高度亲和性的FGF受体,因为它拥有较高比例的胱氨酸残
基,因此被称为富胱氨酸受体(CFR)1141。CFR的主
Fig
stsotsonysm
2008年第14卷第3期李祥等脊椎动物成纤维细胞生长因子及其受体
・339・
要转录片段为8kb,开放阅读框起于转录本57末端
的100bp之间,大部分非编码顺序位于3’端。CFR蛋
皮细胞、血管内皮细胞有促增殖和分裂作用””。这些研究证明了FGFs在小鼠发育和器官形成的大多数时期中起着关键的作用01。同时这些研究表明了FGFs家族的某些基因在特异性表达上起着非常专一的作用(i.e.AngoramutantofFGF5一/-mice),尽管某些FGFs的缺失可由功能上相近的FGFs来弥补(no
obviousdefectin3.2
白由1142个氨基酸组成,比酪氨酸激酶受体略大。在细胞膜外区,含有16个胱氨酸的重复片段结构,还有一个穿膜区和一个短的13个氨基酸残基的细胞内尾巴,由于太短而不具有酶活性。CFR蛋白拥有一个信号肽,CFR能与多种FGFs家族成员结合,FGFI,FGF2,FGF4均与其竞争结合。而其他生长因子如PDGF、EGF,胰岛素,FGF—II等不与FGF竞争结合CFR。因而CFR是一种FGF特异结合蛋白。2.3低亲和力受体肝素硫酸糖蛋白(HSPGs)
HSPGs因能与肝素紧密连接,又称肝素结合型FGF受体(HBFGFR),它与CFR有很强的同源性。由于HSPGs仅在较低水平(nmoYL水平)上与FGF结合,因而又被称为低亲和力受体。HSPGs不仅有储存和释放FGFs的功能,而且在FGFs与FGFR的结合中也起着更重要的微调作用1151。至少有3类HSPGs:多配体蛋白聚糖(syndecans)、B聚糖(Bglycan)和磷脂酰肌醇蛋白聚糖(glypican)。
Syndecans、Bglycan是穿膜受体,附着于一个核心
FGFl-/一mice)o
FGFRs的主要功能
通过基因同源重组的方法进行基因敲除对
FGFRs功能进行了研究,如表1所示:FGFRl的缺失导致了胚胎细胞迁移能力的丧失从而使胚胎在E9.5一E12死亡;FGFR2b的缺失使肺、四肢和其他组织的严重损伤从而导致胎盘死亡。另外,FGFR2c的缺失导致骨骼发育受到损伤,但突变的小鼠能生存。FGFR3缺失导致胚胎发育畸形,这是由于骨的发育异常所引起的“哪;FGFR4的基因突变,并未对小鼠的发育有什么大的影响,提示FGFR4的功能可被其他的FGFR所替代。另外,有报道FGF通过FGFR与多种肿瘤的发生相关,如前列腺癌和胰腺导管腺癌,这种联系使FGFR成为这些肿瘤的新疗法的靶点。而FGFR与细胞增殖、分化、迁移等的密切关系使人们推测它们本身就与肿瘤发生有关。研究表明,至少有两种肿瘤的发生与FGFR有一定关系。一种是多发性骨髓瘤;另一种是白血病/淋巴瘤综合症。
存在的问题和研究趋势
目前,虽然对FGF和FGFRs进行了很多的研究也
蛋白上,glypican1是非穿膜蛋白,它通过磷酸肌醇连接到细胞表面。此外,细胞外基质中存在一种叫perfecan的HSPGs,但它并不与细胞表面联系。据推测,HSPGs的作用是与aFGF结合后将aFGF运送到高亲和性受体上”1。
4
3
FGFs和FGFRs的主要功能及存在的问题FGFs的主要功能
FGFs家族成员是一种具有广泛生物学效应的生
3.1
取得了非常大的成就。但是,由于FGF家族成分多样、结构复杂、作用广泛,FGF家族内各种成员的进一步确认、家庭成员之间相互作用的明确、FGF及其受体在细胞生长、分化方面的作用,FGF信号传导通路,特别是FGF与肿瘤浸润进展关系等问题仍需要更多、更深人的研究来证明。关于FGFR也还有许多问题尚有待于进一步研究,如其在胞内的具体信号传递过程、靶基因及产物的作用等。随着这些问题的解决会对相应的发育异常的诊断、预防和创伤愈合和为治疗组织愈合、遗传疾病、血管生成等提示一些思路。随着人们对FGF和FGFR研究的深入,可望在更多的领域得到更广泛的应用。
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Survival
Phenotype
E妊“噎12.警鲁裟茹嚣乏;:瓣。t,hraxiou。ghd。fe。t
ViableLethal.E9.5Lethal,El0.5Lethal,P0Viable
.
NoobviousphenotypeDefectivecell
migrationthroughprimitive
streak;posterioraxisdefect
Defectinplacentaandlimbbudformation
Age.nesis。ofl罂gs,anteriorpituitary,thyroid,
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