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CONTROL OF THE GROWTH OF FIBORBLAST

中国医学科学院 心血管病研究所 席思川

［内容摘要] 有关纤维母细胞的形态结构，生长增殖的调控及其机制的研究已深入到细胞分子水平。本文就有关这方面的最新文献报道综述成文。

纤维母细胞（fibroblast， Fb）在组织创伤修复过程中是最为活跃的细胞成分之一。Fb的生长增殖及其合成分泌细胞外基质在组织创伤修复中既有其有利的一方面，同时也有它不利的一方面。因此，进一步阐明Fb的生长增殖特点及其调控机制在研究组织创伤修复，特别是烧伤创疡的治疗及预防疤痕形成方面具有十分重要的作用。以下将主要从细胞分子水平综述Fb的形态结构特点和各种生长因子对其生长增的调控作用及其作用机理。

Fb的形态结构特点

Fb是结缔组织中数目最多的固有细胞之一。Fb体积较大，胞体扁平呈星形或校形，有突起。细胞核卵圆形，染色质稀疏，染色淡，核仁明显。胞质较多，显弱嗜硷性。电镜下胞质内有丰富的粗面内质网、游离核蛋白体和发达的高尔基复合体，在胞质的周边近膜部有微丝和微管。Fb的超微结构表明它具有合成和分泌蛋白质利 、蛋白多糖的功能。Fb合成和分泌的细胞外基质种类较多，主要包括胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖、纤维连接素和层连素等等。免疫组织化学的研究表明：Fb细胞膜上存在多种受体。正是这些细胞膜受体将外界信号传递到细胞内部，从而调控Fb的生长与增殖[1]。

生长因子对Fb生长增道的调控作用

细胞的生长调控离不开细胞之间的信息传递，特别是生长因子的调控作用。Fb的生长增殖调控也不例外。生长因子是一族具有多种功能的调节性肽。其特点为：（1）多功能性质；（2）与癌基因相关；（3）通过酪氨酸激酶系统发挥作用；（4）分为活化性和进行性因子；（5）作用于细胞生长的自分泌和旁分泌调节。[2]

（一）表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）：分子量为6045，由53个氨基酸组成。转化生长因子—a（TGF—a）和牛痘病毒生长因子具有EGF样活性，结构与EGF相同，并竞争结合受体，有刺激细胞生长的EGF样生物学效应。癌基因可编码与EGF受体结构相同的蛋白质。人EGF主要产生于十二指肠腺、颌下腺，但几乎所有的体液中都有EGF。其受体几乎位于所有细胞膜上，可以特异性识别EGF。EGF可以引起Fb的增生；通过Fb增加氨基葡聚糖合成，但可抑制胶原合成，甚至在转移生长因子—β存在时[3]。

（二）血小板源性生长因子（platelet derivecd growth factor， PDGF）：PDGF是血清中主要的有丝分裂原。PDGF是分子量为30KD的糖蛋白，由A、B二条多肽链经二硫键结合而成，耐热耐酸，对胰蛋白酶敏感，等电点为 10.2[4]。 PDGF与癌基因关系十分密切，其B链由原癌基因C—sis编码，位于22号染色体长臂上； A链的基因位点位于7号染色体短臂的远端，其基因产物的40％氨基酸序列与B链前体一致[5]。Williams等[6]分别证明：Fb外及其细胞株，猴及人血管平滑肌细胞表面均有PDGF受体，这些细胞均对PDGF发生增殖反应。

（三）碱性纤维母细胞生长因子（basic fibroblast growth factor， b—FGF）：b—FGF是一种有效的致Fb有丝分裂原[7]。b一FGF为单链多肽，分子量大小不一，介于14—18KD之间。b—FGF缺乏典型的信号肽，但当多肽链中的核心序列被切除时，其促分裂特性丧失。b—FGF能与细胞外基质中的硫酸肝素结合。这些因细胞损伤、溶解所释放的b—FGF能被细胞外基质中的一些成分结合而储存下来，还可重新被释放出来刺激Fb及平滑肌细胞等问质细胞生长增殖[8]。

（四）胰岛素样生长因子I（insulinlike growth factor I， IGF—I）：它是IGF的一种，实质上就是生长调节素 C（somatomedin C）[9]。IGF—I是含有70个氨基酸残基的单链多肽，人的IGF—I基因已经克隆化。IGF一I可来源于Fb与内皮细胞等细胞成分，它与PDGF与b—FGF一样都是Fb生长促进因子[10]。

（五）肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor a，TNF—a）：TNF—a是一种独特的单核细胞 ——巨噬细胞衍生的细胞素，与IL—I有许多类似的生物学活性[2]。Fb和活化的人外周T细胞有TNF受体，干扰素Y通过增加受体合成增强了各种细胞株的TNF—a结合。 TNF—a对Fb有致裂作用，并和胰岛素、EGF有协同作用，它刺激EGF受体表达增加，另外还刺激胶原酶、前列腺素的合成[3]

（六）转化生长因子β1（transforming growth factorβ1，TGF-β1）：TGF-β1是转化生长因子的一种类型，在分子组成，生物学效应及受体亲和性诸方面均与TGF—a有着很大的差别。TGF-β1是由两个二硫键连接的二条β多肽链的同聚物[11]。TGF-β1存在于几乎所有组织，其受体存在于所有细胞上。它的主要生物效应是调节细胞增殖和结缔组织合成。TGF- 能增加纤维连接素（fibronectin，FN）的合成，减少Fb蛋白酶的释放[12]。TGF-β1对Fb的生长调控作用十分复杂，它一方面能抑制有丝分裂原诱发的Fb增殖；另一方面TGF-β1 又通过刺激间质细胞分泌PDGF—AA而诱发Fb合成分泌细胞外基质或细胞增殖[13]。

生长因子的作用机理

生长因子是细胞生长增殖的调控信号之一，因此，进一步阐明生长因子与靶细胞受体结合，引起细胞内一系列连续有序的化学反应，最终导致DNA合成和细胞增殖，在研究Fb生长增殖调控中十分重要。目前对于生长因子诱发细胞生长，分裂的信息传递途径的认识尚不一致，下面主要介绍目前被普遍接受的分子作用机制。

生长因子受体主要由胞外配体结合区，跨膜区和胞内酪氨酸激酶区三部分构成。根据它们结构上的不同，分为如下3个亚类［14］。

亚类I：以PDGF受体为代表。单链结构，胞外的半胱氨酸分布分散，具有3—5个免疫球蛋白样的重复序列。酪氨酸蛋白激酶（TK）区被一亲水序列分开。属于这一亚类的还有FGF和 CSF—1受体及癌基因（kit，fms，flg，bek）蛋白等。

亚类II：以IGF—I受体为代表。该受体由两种不同的亚基（a，β）的四聚体组成。a亚基在膜外，每个a亚基有一个半胱氨酸富含区； β亚基含跨膜区和胞内蛋白激酶区。属于这一亚类的还有胰岛素受体和癌基因IRR蛋白等。

亚类III：以EGF受体为代表。其结构特点是单链，胞外配体结合区有两个以上的半脱氨酸富含区，胞内的蛋白激酶无插入序列分隔。

当生长因子被受体的胞外配体区特异识别后，通过跨膜区受体变构的信号传导作用，在酪氨酸激酶区使生长因子信号变为细胞内信号[15]。PDGF受体与EGF受体的活化均引起细胞内磷脂酶 C（PLC— Y）在C尾端的酪氨酸 （tyr）残基磷酸化，从而激活PLC—[16]。PLC—Y的活化又可引起细胞内磷脂酷肌醇的化学变化，使4，5一二磷酸肌醇（Phosphatidyl inositol（4，5）bisphosphate,PIP2。）水解为三磷酸肌醇（inositol（1，4，5）trisphosphate，IP3。）和二酸基甘油（diacylglycevol，DAG）。IP3可以动员细胞内储钙释放到细胞浆中，在钙调素（calmodulin，CaM）介导下活化磷酸蛋白激酶，催化一组底物蛋白磷酸化。而DAG可以活化依赖子细胞内钙和磷酯的蛋白激酶C（PKC）。被激活的PKC可引起细胞膜上EGF受体thr654残基的磷酸化，参与细胞膜上的Na+/H+交换，使细胞胞浆碱化。细胞胞浆pH值升高，Ca++浓度增加和蛋白质的磷酸化都是细胞分裂和细胞代谢活动必不可少的条件。

许多生长因子，如EGF，PDGF及FGF等， 都能引起靶细胞中PKC的活化[17]。PKC在细胞分裂信息传递中起十分重要的作用。已知在某些细胞中PKC的活化可引起原癌基因C—fOS和转录因子（transcription factor）apL/c—jun的基因转录和表达[18]，这些原癌基因表达的蛋白质具有特殊蛋白激酶活性，特别是催化酪氨酸磷酸化后形成的复合物能结合于DNA的特异增强子上（enhancer），启动其它基因的转录和表达。值得注意的是，近年来发现原癌基因表达的蛋白质与生长因子同源。因此，生长因子除能引起PLC—Y和PKC的活化效应外，对细胞内许多底物蛋白质也具有明显的活化作用。

综上所述，生长因子及其受体种类十分繁多，各种生长因子的作用途径不尽相同，又具有多种通路。这些生长因子诱发Fb的生长增殖途径和机制尚不十分清楚，但随着分子生物学技术的不断发展，我们对细胞内信息传递及细胞的生长增殖应答机理将会获得更深入更全面的认识。

参考文献

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