酸性成纤维细胞生长因子应用于眼科疾病的研究进展

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酸性成纤维细胞生长因子应用于眼科

疾病的研究进展

董玉萍１。钱焕文２

（１北京武警总队第二医院，北京１０００３８；２军事医学科学院）

【关键词］酸性成纤维细胞生长因子；眼组织；视神经损伤

［中图分类号］Ｒ８５６．７７［文献标识码］Ａ［文章编号］１００２－２６６Ｘ（２００９）０８－０１１１－０３

酸性成纤维细胞生长因子（ａＦＧＦ）是一种具有多方面功能的活性蛋白，不但可以促进创伤修复，而且具有保护心肌、神经及局部缺Ｊ１ｉＬ等作用，在治疗帕金森氏综合症、急性脊柱扭曲性损伤等多种临床应用方厩具有巨大潜力。研究表明，ａＦＧＦ还对视觉系统的神经、组织、细胞有重要影响。本文就ａＦＧＦ及视神经保护、眼科疾病治疗中的应用作一综述。

１ａＦＧＦ特征

ａＦＧＦ最初由Ｔｈｏｍａｓ于１９８４年从牛脑中分离纯化得到，且在肾脏和脑组织含量最丰富。人的ａＦＧＦ基因位于第４号染色体上，为单拷贝基因，由两个大的内含子和ｉ个外显子组成。ａＦＧＦ蛋白由１５４个氨基酸残基组成，分子量约１５０００～１８０００Ｄａ，等电点５～７，呈酸性。其蛋白质的二级结构包括了１２条不平行Ｂ链组成的ｉ叶草结构。组成亚结构折叠单位的４条１３链，连结为稳定的统一体。ａＦＧＦ生物学特性与其多肽链序列中的多个功能区域有关，三维晶体结构测定ａＦＧＦ的主要功能区，包括肝素结合区、受体结合区和核转位区。这些结构区域与ａＦＧＦ的生物学特性密切相关。ａＦＧＦ通过激活ａＦＧＦ酪氨酸激酶受体（ａＦＧＦＲ），形成复合体行使生物学功能，这个过程需要肝素的参与。

１．１肝素结合区肝素结合区是碱性氨基酸的富集区，这些带正电荷的碱性残基很可能在与带负电荷的肝素结合中发挥作用。ＦＧＦ、肝素、ＦＧＦＲ胞外域的分子模型表明：１０～１２Ｂ折叠可能在ＦＧＦ与肝素一ＦＧＦＲ胞外域复合体的相互作用中扮演重要角色。甘氨酸盒（ＧＩＰＶＲＧ）决定了ａＦＧＦ与肝素硫酸盐一ＦＧＦＲ复合体结合的特异性…。１９９３年，Ｍａｒ－ｇａｌｉｔ建立了肝素与ａＦＧＦ的蛋白三维结构模型，认为人ａＦＧＦ的１２６．１３３位氨基酸序列在肝素与ａＦＧＦ的结合中起着决定性的作用。此外，２２．２７、１１３．１２０和１３６也是肝素结合的基本位点。肝素可增加ａＦＧＦ的稳定性，防止ａＦＧＦ被热、极端ｐＨ变性和蛋白酶所水解。

１．２受体结合区晶体结构分析发现，ａＦＧＦ与ＦＧＦＲＤ２作用位点位于三维结构中的１３１、Ｂ２／Ｂ２转角、１３３／ｐ４环、Ｂ９、１３１０／１３１１环、１３１２；与Ｄ３作用的位点位于Ｎ／１３ｓ和Ｎ端的５—９位氨基残基。

１．３核转位区Ｎ端２ｌ一２７位的Ａｓｎ—Ｔｙｒ－Ｌｙｓ－Ｌｙｓ—Ｐｒｏ－Ｌｙｓ－Ｌｅｕ序列对ａＦＧＦ的丝裂原活性十分重要，此序列被称为核定位序列（ＮＬＳ），也称为核转位区。删去该序列后ａＦＧＦ诱导ＤＮＡ合成和细胞增生的能力丧失，但仍能与ＦＧＦ受体结合并诱导受体介导的酪氨酸磷酸化和ｃ—ｌｏｓ蛋白的表达。

１。４作用机制ａＦＧＦ通过与ＦＧＦＲ结合，启动丝裂原活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）信号通路，可以刺激成纤维细胞、血管内皮细胞和神经细胞的生长。ＭＡＰＫ途径是调节各种细胞趋化应答、分化、分裂的重要途径，是细胞增殖、分化等信息传递途径的交集点和共同通路。Ｈａｄａｒｉ等悼’证实，ＦＲＳ２０作为ＦＧＦ信号传导中的中介物质，扮演了发挥ＦＧＦ功能过程中的一个至关重要的角色。位于ＦＲＳ２Ａｈ的酪氨酸磷酸化位点起着介导ＦＧＦ生物活性的作用。近来研究表明，ｎｍ—ｈａＦＧＦ可竞争取代ａＦＧＦ与ＮＩＨ３Ｔ３细胞膜上的ａＦＧＦ受体结合，但不改变细胞膜上ａＦＧＦ－受体的总结合位点数，对受体无阻断作用，证明ｎｍ．ｈａＦＧＦ仍与受体结合，ＭＡＰＫ信号通路并无中断。在无血清培养条件下，衰老的牛视网膜色素上皮细胞由于合成和分泌内源性ａＦＧＦ，使细胞凋亡降低，而细胞外信号调节激酶（ＥＲＫ）阻断剂、ａＦＧＦ抗体或ＦＧＦＲＩ抗体均可导致凋亡增加。ａＦＧＦ基因转染的ＲＰＥ细胞分泌ａＦＧＦ，可通过上调ＦＧＦＲｌ和ＥＲＫ２及ｂｃｌ．ｘ表达来抵抗无血清培养的ＲＰＥ细胞的凋亡。ａＦＧＦ保护凋亡的作用不依赖于其促有丝分裂活性，不仅如此，在蛋白改构后，Ｂｉｎ．ｈａＦＧＦ的抗凋亡能力还显著地增强，其机制可能是通过上调ｂｅｌ－２的蛋白水平和下调ｂａｘ的蛋白水平，从而抑制光感受器细胞发生凋亡Ｈ１。

２与眼组织关联

２．１ＦＧＦ与角膜ＦＧＦ在角膜中的分布依赖于ＦＧＦ的浓度、基膜的构成、细胞的通透性、局部所含肝素量等Ｈ１。角膜上皮对于ＦＧＦ在眼部的扩散仍是个屏障，去掉角膜上皮层，ＦＧＦ在眼中扩散较快。ＦＧＦ在眼组织的浓度有两个高峰，一是滴药后１０～３０ｍｉｎ在眼前段出现，二是滴药后８ｈ在眼前段再现，至４８ｈ消失。ＦＧＦ能促进角膜上皮细胞、内皮细胞以及基质细胞的增殖。储备在基膜和细胞外基质中的ＦＧＦ对角膜伤口的修复起着积极的作用，但同时由于其不断地释放，对角膜新生血管的形成也是一个不可忽视的诱因。因为ＦＧＦ对血管内皮细胞有明显的促增殖作用，可刺激角膜缘的血管向角膜基质中生长。另外，有报道，巨噬细胞能产生ＩＬ．Ｉ、ＴＮＦ．ｄ和ｂＦＧＦ，这就进一步说明当角膜有炎症浸润时，

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万方数据

易导致角膜新生血管。

２．２ＦＧＦ与玻璃体Ｓｉｖａｌｉｎｇａｍ等”１收集３６例眼底病变玻璃体切割术后所得的玻璃体，其中包括１７例增殖性糖尿病视网膜病变（ＰＤＲ）、１０例视网膜脱离（ＲＤ）、５例黄斑皱襞和４例其他跟底病变，测定其玻璃体中ｂＦＧＦ的含量，浓度超过３０ｎｇ／ｍｌ的ＰＤＲ８例、ＲＤ２例、其他眼底病变１例，无一例黄斑皱襞。结果表明，在某砦眼底病变，尤其是增殖性视网膜病变与ＦＧＦ关系密切，即某些眼底病变导致ＦＧＦ水平升高，ＦＧＦ反过来又加剧眼底病变的发展。

２．３ＦＧＦ与视网膜ＦＧＦ在视网膜主要分布在色素上皮层、光感受细胞层、内外丛状层、神经纤维层。Ｂａｒｉｒｄ从牛视网膜中提取出ａＲＤＧＦ和ＤＲＤＧＦ，根据氨基酸顺序分析，ｃｔＲＤＧＦ与牛脑来源的ａＦＧＦ，ｐＲＤＧＦ与牛脑垂体来源的ｂＦＧＦｔ。分相似，而且二者分子量和生物活性基本相同。Ｄｅｊｕａｎ等∞１认为ＦＧＦ使视网膜毛细血管的内皮细胞摄入３Ｈ一胸苷增多，而且当视网膜缺血时会释放ＦＧＦ样生长因子。

３ａＦＧＦ与眼组织疾病

临床上一些眼组织疾病，如青光眼、高眼压和外伤性视神经病变等都是以视功能进行性下降为临床特征的常见致肓性眼病，可引起视神经的损伤；ａＦＧＦ可促进受损视神经的有效修复再生，从而发挥视神经保护作用。视神经损伤的最终结局是视网膜神经节细胞（ＲＧＣｓ）的死亡。研究结果表明，青光眼患者中ＲＧＣｓ的死亡方式是凋亡，高眼压或其他途径引起ＲＧＣｓ的轴索损伤使视神经纤维轴浆流中断，致神经营养因子的供给中断，从而导致ＲＧＣｓ溃变、凋亡。ＦＧＦ对神经细胞生长、增殖、再生及功能特性的表达均有重要调节作用，对ＲＧＣｓ有保护作用。

作为最早发现的成纤维细胞生长因子，国内外很多学者都开展了ａＦＧＦ对神经的保护功能的研究。ａＦＧＦ对中枢神经系统多种神经元有营养作用，在体内ａＦＧＦ能促进受损伤神经细胞的恢复，使其轴突生长，胞体增大。其作用机理有三方面：一是抑制神经细胞兴奋性氨基酸，尤其是谷氨酸的释放，减轻细胞毒性损害；二是稳定神经细胞膜Ｌ型钙通道，减少钙内流；三是ａＦＧＦ能刺激神经生长因子（ＮＧＦ）表达和分泌，发挥强烈的神经营养作用。视神经损伤后的修复和再生实际上就是中枢神经系统的修复和再生问题。Ｌｉｐｔｏｎ等¨¨将出生后的大鼠ＲＧＣｓ经过荧光素标记后进行培养，发现ａＦＧＦ联合肝素对轴突的起始和延长都有促进作用，提示ａＦＧＦ在神经元的生长过程起着有效的作用。Ｃｕｅｖａｓ等¨１以视网膜缺Ｉｆ｝Ｌ大鼠模型为研究对象，经全身给药ａＦＧＦ，组织学结果发现，接受ａＦＧＦ动物的ＲＧＣｓ和视网膜内核层细胞较对照组减少的数量少，提示在视网膜缺血时ａＦＧＦ可作为一个天然的保护因子。

胡世凤等一１研究表明，ａＦＧＦ和改构体ａＦＧＦ均对颈动脉窦神经末梢损伤有明显的保护作用，并具有一定的量效关系。Ｆｕ等¨驯实验证实，改构体和野生型ａＦＧＦ对大鼠缺血导致的肠上皮细胞损害有保护作用。改构型和野生型ａＦＧＦ均能有效地减轻肠道ＩＲ损伤造成的肠道通透性的改变和远】１２

山东医药２００９年第４９卷第８期

离器官（肝脏、肾脏和心脏）的损伤，加快了修复过程，进一步证明了ａＦＧＦ的促修复作用不依赖于其促分裂活性，而通过其非促分裂激素样活性和其他相关作用，启动信号转导机制而诱导多种细胞分化、增殖，具有营养和保护神经元，促进损伤修复，诱导缺血区廊管形成等多方面的作用析对肠缺ｆＩｉＬ一再灌注损伤后肝、肾损害起到保护作用。

４展望

ａＦＧＦ作为多种细胞的丝裂原，其多效性被用于临床时可能会引起意料之外的组织、细胞生长。ａＦＧＦ可以促进正常细胞，甚至肿瘤细胞的大母增殖，所以临床应用受到了较大限制，体内用药成为ａＦＧＦ临床应用的瓶颈，这也是ａＦＧＦ发现最早却至今未在临床得到广泛应用的原因。因此，ａＦＧＦ的临床使用在时间和空间上受到严格控制。而且，ａＦＧＦ的剂量一效应关系也不可忽视，一方面ａＦＧＦ剂虽增加町促进侧枝循环增加血液灌注，另一方面新生血管壁的高通透性可能因高浓度ａＦＧＦ与胞内其他因子协同作用，促成原生质组分穿过血管壁造成渗漏，要使ａＦＧＦ有效发挥作用必须使二者保持平衡。另外，要注意ａＦＧＦ治疗的稳定性和效果评价，以及体内各种因子的协同作用问题。通过尝试多种细胞因子的联合应用，将ａＦＧＦ的功能发挥到极致。

ａＦＧＦ基因改构的成功，使ｎｍ—ｈａＦＧＦ促细胞分裂活性基本消失，且初步实验证实ｎｍ—ｈａＦＧＦ对视网膜损伤有保护修复作用，为其在临床上的应用提供了可能。随着对ｎｍ－ｈａＦ－ＧＦ作用机制及用药方式的进一步研究，通过科学的实验动物和临床应用研究，相信它将会对人类眼组织疾病损伤修复作出重大贡献。

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