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概 述
bFGF（basic Fibroblast Growth Factor，即堿性成纖維細胞生長因子),也稱為 FGF-2（成纖維細胞生長因子-2），屬于 FGF家族成員之一，該家族包含至少22種結構相關的蛋白。FGF家族成員具有廣泛的促有絲分裂和細胞存活活性，并參與多種生物學過程，包括胚胎發育、細胞生長、形態發生、組織修復、腫瘤生長和侵襲。FGF-2是一種非糖基化、肝素結合的生長因子，能與細胞表面的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）結合。FGF-2在多種組織中表達，包括大腦、垂體、腎臟、視網膜、骨骼、睪丸、腎上腺、肝臟、單核細胞、上皮細胞和內皮細胞。
bFGF結構
基本結構特征
蛋白類型：單鏈多肽，屬于FGF家族（FGF-2）。
氨基酸數量：標準形式由 155個氨基酸 組成（人源），分子量約 17-18 kDa。
二硫鍵：含有3個保守的二硫鍵（Cys78-Cys96, Cys33-Cys101, Cys68-Cys129），維持三維結構穩定性。
三維結構
bFGF核心結構：由β-折疊主導。
肝素結合域：表面富含帶正電荷的氨基酸（如Arg、Lys），與肝素/硫酸乙酰肝素（HSPG）結合，增強其穩定性和受體激活能力。關鍵肝素結合位點：Lys128、Arg129、Lys135 等。
受體結合位點：與 FGFR, 結合的區域包括：N端（β1-β2環區）、C端（β10-β12環區）。需肝素作為共受體，形成 bFGF-FGFR-HSPG三元復合物 才能激活下游信號。
圖1.bFGF蛋白結構（來源于WiKipedia）
bFGF生物學功能
不同信號通路的激活會導致不同的細胞反應：
促進細胞增殖（如干細胞、成纖維細胞）
MAPK/ERK通路激活 → 上調Cyclin D1/CDK4/6 → 促進G1/S期轉換。
PI3K/AKT 抑制凋亡（如減少BAX、增加BCL-2）。
維持干細胞多能性（如ESC/iPSC）
ERK與Nanog/OCT4/SOX2協同 → 抑制分化，維持未分化狀態。
促進分化（如神經、成骨、血管分化）
與BMP、WNT、VEGF等信號協同，調控譜系特異性基因（如RUNX2成骨、PAX6神經）。
促進血管生成
bFGF的作用機制
bFGF通過結合其受體（FGFR）并激活下游信號通路，調控細胞的增殖、分化、遷移和存活。其作用機制可分為以下幾個關鍵步驟：
bFGF與受體結合
受體類型
bFGF主要結合成纖維細胞生長因子受體（FGFR），FGFR屬于酪氨酸激酶受體（RTK）家族，包括四種亞型：FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4（不同亞型在不同細胞中表達不同）。
肝素/硫酸乙酰肝素（HSPG）的輔助作用
bFGF本身具有肝素結合域，需與細胞表面的肝素硫酸蛋白聚糖（HSPG）結合，才能穩定構象并促進FGFR二聚化。HSPG可防止bFGF被降解，并增強其與FGFR的親和力。
受體二聚化與激活
bFGF結合FGFR后，誘導FGFR二聚化，觸發胞內酪氨酸激酶結構域自磷酸化。
磷酸化的FGFR招募銜接蛋白（如FRS2、PLCγ），進而激活下游信號通路。
主要下游信號通路
bFGF-FGFR信號通過以下關鍵通路發揮作用：
圖2.bFGF信號轉導[1]
bFGF在干細胞領域的應用
維持胚胎干細胞（ESCs）與誘導多能干細胞（iPSCs）的未分化狀態
在干細胞治療中，bFGF是維持ESC/iPSC未分化狀態的關鍵因子，常與TGF-β/Nodal信號協同使用。bFGF通過激活MAPK/ERK和PI3K/AKT通路，促進干細胞增殖并抑制自發分化。
hESCs/iPSCs培養：常用濃度為4-20 ng/mL，需每日補加以維持活性（因bFGF在37℃下易降解）。
促進間充質干細胞（MSCs）的增值
bFGF增強MSCs的增殖能力，延緩衰老，維持其多向分化潛能（如骨髓、脂肪、臍帶來源MSCs）。
促進干細胞定向分化
bFGF可與其他因子協同，誘導干細胞向特定譜系分化：
神經干細胞（NSCs）
bFGF能夠刺激神經干細胞的增殖，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）協同作用，共同調節神經干細胞的增殖。此外，FGF-2 在神經細胞培養中可能具有促進神經再生和修復的功能。
成骨/軟骨分化
早期添加bFGF可增強MSCs的成骨分化能力（與BMP-2協同）。在軟骨組織工程中，bFGF可促進軟骨細胞增殖（如關節修復）。
血管/內皮分化
bFGF與VEGF聯用，可誘導干細胞分化為血管內皮細胞，用于血管再生治療。
3D培養與類器官構建
類器官培養（如腸道、腦、肝類器官）：bFGF常作為基礎生長因子，維持干細胞增殖并促進3D結構形成。
優化培養體系
無血清培養基: bFGF是無血清/低血清培養的核心成分。
提高克隆形成率：在單細胞克隆培養中，bFGF可減少細胞凋亡，提高克隆形成效率。
注意事項
穩定性：在37℃下易降解，細胞培養時需每1-2天補充。
濃度優化：不同細胞類型需求不同（通常4-100 ng/mL）。
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產品質控指標
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產品優勢
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質量穩定：可保證連續穩定的批量生產，批間差異小。
文件合規：生產設備和生產環境符合相關法規要求，符合GMP指導原則。
藥典標準放行
產品數據
高純度
圖 3. SDS-PAGE和HPLC鑒定Human bFGF蛋白純度：純度>95%，未見雜蛋白
高生物活性
圖4.用balb/c 3T3細胞進行細胞增殖測定，細胞活性為≥5.0×10^6 IU/mg
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參考文獻
[1].Yuanyang T, Yongkang Q, Zhuanggui C, et al. FGF2, an Immunomodulatory Factor in Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD).Front. Cell Dev. Biol., 02 April 2020,Volume 8 - 2020.
