bFGF(FGF-2)的特性、信號通路及在細(xì)胞培養(yǎng)、類器官培養(yǎng)等方面的應(yīng)用

堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor, bFGF），也稱為FGF-2，是一種多效的信號分泌蛋白，廣泛參與調(diào)控細(xì)胞增殖、遷移、分化、存活以及血管生成等基本生物學(xué)過程。因其強(qiáng)大的生物學(xué)活性和復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)，bFGF已成為干細(xì)胞和類器官研究中不可或缺的工具分子。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細(xì)胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點(diǎn)蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻(xiàn)專利引用。

一、 bFGF（FGF2）的分子特征與信號通路
bFGF（FGF basic，AbMole，M9406）是成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）家族成員之一。bFGF通過與細(xì)胞膜上的成纖維細(xì)胞生長因子受體（FGFR1-4）結(jié)合而發(fā)揮其生物學(xué)功能。上述結(jié)合可誘導(dǎo)受體二聚化及自磷酸化，進(jìn)而激活下游多條關(guān)鍵信號通路，包括Ras-Raf-MEK-ERK、PI3K-Akt、PLCγ、p38 MAPK/JNK等通路[1]。 
二、bFGF（FGF2）的研究應(yīng)用
1. bFGF（FGF2）是原代細(xì)胞與干細(xì)胞培養(yǎng)的關(guān)鍵添加劑
bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）可維持干細(xì)胞（如胚胎干細(xì)胞ESCs和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPSCs）的未分化狀態(tài)，以及自我更新和增殖能力�？蒲腥藛T通過調(diào)控培養(yǎng)基中 bFGF 的濃度和添加時(shí)間，能夠有效控制干細(xì)胞的增殖與分化進(jìn)程，為干細(xì)胞相關(guān)的基礎(chǔ)研究，如組織工程中種子細(xì)胞的獲取、干細(xì)胞分化機(jī)制研究等提供了強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)工具。例如，在牙髓干細(xì)胞（DPSCs）和根尖乳頭干細(xì)胞（SCAPs）的培養(yǎng)中，bFGF（Recombinant Human bFGF Protein）能顯著上調(diào)其增殖能力（如SCAPs的cyclin B1/cdc2表達(dá)增高），同時(shí)維持其干性標(biāo)志物（如Stro-1/CD146）的表達(dá)[2]。

2. bFGF（FGF basic）促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）的增殖
間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）是一種具有多向分化潛能的成體干細(xì)胞，在細(xì)胞生物學(xué)研究、組織工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，而bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）在促進(jìn)其增殖方面也展現(xiàn)出顯著作用。在不同來源的 MSCs 中，bFGF 的促增殖作用均得到了驗(yàn)證。例如，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）在添加了bFGF 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其增殖速率明顯高于對照組，且細(xì)胞的活力和增殖潛能能夠得到較好的維持[3]。脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（ADSCs）在 bFGF 的作用下，也表現(xiàn)出顯著的增殖優(yōu)勢，經(jīng)過多次傳代后仍能保持較強(qiáng)的增殖能力[4]。此外，臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（UCMSCs）等其他來源的MSCs，在bFGF的刺激下同樣能實(shí)現(xiàn)高效增殖[5]。

3. bFGF（FGF2）用于細(xì)胞分化的誘導(dǎo)
bFGF用于充質(zhì)干細(xì)胞向其它細(xì)胞的分化
bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）能夠顯著促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）向多種細(xì)胞類型的分化。例如，在大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）的研究中，bFGF能夠誘導(dǎo)BMSCs向心肌樣細(xì)胞分化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，bFGF處理組的細(xì)胞在形態(tài)上呈現(xiàn)心肌細(xì)胞的特征，且心肌特異性蛋白（如肌鈣蛋白T、α-橫紋肌肌動蛋白等）的表達(dá)顯著增加[6]。此外，bFGF還能誘導(dǎo)BMSCs向牙周膜成纖維細(xì)胞（PDLFs）分化，高濃度（10 ng/mL）bFGF的誘導(dǎo)效果優(yōu)于低濃度（1 ng/mL）[3]。

 bFGF（FGF2）促進(jìn)成骨細(xì)胞分化
bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）在成骨細(xì)胞分化中的作用也得到了深入研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，40 ng/mL的bFGF濃度能顯著提高成骨細(xì)胞的增殖、分化和成骨能力，通過激活PI3K/Akt信號通路，促進(jìn)OPG、Runx2和BMP-2蛋白的表達(dá)[7]。此外，bFGF還能改變成骨細(xì)胞的形態(tài)[7]。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學(xué)用于動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。

bFGF（FGF2）促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞分化
bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）能夠刺激神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，并與其他生長因子如胰島素樣生長因子（IGF）和血小板衍生生長因子（PDGF）協(xié)同作用，共同調(diào)節(jié)神經(jīng)干細(xì)胞的分化。實(shí)驗(yàn)中，bFGF處理組的后干細(xì)胞細(xì)胞表現(xiàn)出典型的神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)變化，且神經(jīng)細(xì)胞特異性蛋白（如巢蛋白、神經(jīng)元特異性烯醇化酶等）的表達(dá)顯著增加[8]。

4. bFGF（FGF2）用于類器官的培養(yǎng)
bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）在類器官培養(yǎng)中也具有重要作用，例如bFGF可與EGF（Recombinant Human EGF Protein，AbMole，M9415）等聯(lián)合使用，用于培養(yǎng)腦、肝臟、肝癌、腸類器官和腎臟類器官。特別是在類器官培養(yǎng)起始階段，bFGF的首要作用是促進(jìn)種子細(xì)胞的增殖并維持其干性。例如，在腦類器官培養(yǎng)中，神經(jīng)干細(xì)胞的增殖能力直接影響類器官的大小和結(jié)構(gòu)完整性，添加適宜濃度的 bFGF 可顯著提高神經(jīng)干細(xì)胞的增殖速率，增加神經(jīng)上皮祖細(xì)胞的數(shù)量，為后續(xù)腦區(qū)結(jié)構(gòu)的形成奠定基礎(chǔ)[9]。bFGF在類器官培養(yǎng)中還起到誘導(dǎo)組織分化和結(jié)構(gòu)形成的作用。在肺類器官培養(yǎng)中，bFGF 可協(xié)同轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）等因子，誘導(dǎo)肺上皮細(xì)胞向氣道上皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞分化，促進(jìn)氣道分支和肺泡樣結(jié)構(gòu)的形成，使肺類器官更接近體內(nèi)肺組織的層級結(jié)構(gòu)[10]。此外，bFGF 通過促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，在類器官血管化過程中發(fā)揮重要作用。在腫瘤類器官培養(yǎng)中，bFGF 可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞向類器官內(nèi)部遷移并形成血管樣網(wǎng)絡(luò)[11]，模擬腫瘤微環(huán)境中的血管生成過程，為研究腫瘤血管新生機(jī)制提供了更貼近體內(nèi)的模型。

三、范例詳解
1. Heliyon. 2024 Aug 27;10(17):e37079.
武漢市第九醫(yī)院的科研人員在上述論文中探究了牙髓干細(xì)胞（DPSCs）的神經(jīng)分化，以及炎癥微環(huán)境中的分子機(jī)制，特別是ARMCX3基因在其中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，ARMCX3在炎癥微環(huán)境中對DPSCs的神經(jīng)分化和炎癥反應(yīng)有顯著影響，其機(jī)制可能涉及活性氧（ROS）信號通路。AbMole的bFGF（重組bFGF蛋白，Human，AbMole，M9406）和EGF（Recombinant Human EGF Protein，AbMole，M9415）被用于支持DPSCs的神經(jīng)分化。具體地，bFGF和EGF被添加到培養(yǎng)基中，以促進(jìn)DPSCs向神經(jīng)細(xì)胞分化。這些生長因子在培養(yǎng)基中的作用是提供必要的信號，以維持細(xì)胞的增殖和分化能力[12]。   
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參考文獻(xiàn)及鳴謝
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