堿性成纖維細胞生長因子修復(fù)功能及其應(yīng)用研究進展

趙 宇 孫立偉 姜 銳 申 野

(北華大學(xué)生命科學(xué)研究中心，吉林 吉林 132013)

堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)是目前已知最強的促細胞生成因子，在促血管生成、創(chuàng)傷愈合和組織損傷修復(fù)過程中作用巨大，同時也在胚胎發(fā)育以及腫瘤的形成過程中有重要的作用〔1〕。自九十年代以來，我國開始大力研發(fā)bFGF，用于修復(fù)皮膚損傷。本文就bFGF的修復(fù)皮膚創(chuàng)傷功能及其在美容中應(yīng)用的研究進展進行綜述。

1 bFGF與皮膚創(chuàng)傷的修復(fù)

bFGF廣泛分布于人體組織中，是人體內(nèi)含有的一種微量活性蛋白。內(nèi)皮細胞是bFGF的主要來源，當內(nèi)皮細胞受損時可大量釋放bFGF，它對源于中胚層和神經(jīng)外胚層的細胞和組織具有促進絲裂、分化和調(diào)節(jié)作用，是創(chuàng)傷愈合和上皮形成的重要調(diào)節(jié)物〔2〕。

1.1 bFGF的促創(chuàng)傷修復(fù)機制 創(chuàng)傷修復(fù)是一個復(fù)雜的動力學(xué)過程，受許多因素的影響與制約。bFGF可以影響創(chuàng)傷修復(fù)的整個過程，包括早期炎性反應(yīng)、肉芽組織生長、再上皮化及組織再塑形等。bFGF作為趨化因子:①能直接促進組織修復(fù)細胞在損傷部位聚集，直接促進肉芽組織中成纖維細胞、血管內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞等的增殖與分化，從而加快肉芽組織的生長速度。肉芽組織的快速生長也為表皮細胞的臍覆蓋提供了可能;②間接促進肉芽組織中膠原纖維與其他基質(zhì)的合成與分泌。膠原含量增加能促進肉芽組織的成熟速度，提高愈合質(zhì)量;③促進肉芽組織中毛細血管網(wǎng)的增生，為肉芽組織的生長提供了較良好的營養(yǎng)環(huán)境;④可直接促進表皮細胞的增殖，加速創(chuàng)面覆蓋過程〔3〕;⑤可刺激表皮生長因子(EGF)分泌，從而促進表皮細胞生長;⑥也是成纖維細胞的催化劑和促分裂劑，刺激其增殖并合成膠原纖維，促進傷口愈合〔4〕。

1.2 外源性bFGF與內(nèi)源性bFGF的關(guān)系 在創(chuàng)傷修復(fù)過程中，內(nèi)源性bFGF可在創(chuàng)面局部通過復(fù)雜的調(diào)節(jié)過程促進創(chuàng)面愈合。外源性bFGF可促進內(nèi)源性bFGF的表達，從而刺激組織分泌bFGF，也可直接刺激成纖維細胞及細胞外基質(zhì)的蛋白合成，形成膠原纖維。

1.3 外源性bFGF與創(chuàng)傷修復(fù) 外源性bFGF縮短了愈合的時程，主要與其恢復(fù)或增強細胞的生物學(xué)效應(yīng)有關(guān)。在傷口的愈合過程中應(yīng)用外源性bFGF，肉芽組織中成纖維細胞的數(shù)量相應(yīng)增加，增殖合成能力加強，并轉(zhuǎn)化出大量的肌成纖維細胞，其可能與生長因子具有誘導(dǎo)肌動蛋白重排和黏著斑蛋白在局部黏著斑聚集的作用有關(guān)。同時，傷口內(nèi)肉芽組織中血管內(nèi)皮細胞的增殖，伴有迅速的遷移活動使微小血管的數(shù)量增加。在增加過程中，相應(yīng)增加的成纖維細胞產(chǎn)生其他生長因子、蛋白水解酶及其抑制劑，調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)影響血管的形成，調(diào)節(jié)成纖維細胞向肌成纖維細胞的分化，加速完成傷口收縮活動。另外，外源性bFGF通過對整合素、細胞外基質(zhì)的影響，加速角質(zhì)形成細胞的增殖和遷移活動，使組織迅速完成再上皮化，當再上皮化完成時，組織進入塑型調(diào)整階段，大量完成使命的修復(fù)細胞(成/肌成纖維細胞、血管內(nèi)皮細胞和角質(zhì)形成細胞)有序的進入凋亡進程，細胞外基質(zhì)也因膠原的降解而改建，而且細胞外基質(zhì)的張力變化也與修復(fù)細胞的凋亡相輔相成。傷口部位細胞凋亡發(fā)生的原因有多種因素的參與:上皮化后釋放某種因子，選擇性導(dǎo)致細胞的凋亡;程飚等〔5〕在bFGF對信號傳導(dǎo)通路的影響的研究中指出基質(zhì)、氧含量和傷口張力可能都與之有關(guān)。冷吉燕等〔6〕研究認為:①外源性bFGF通過細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERKs)信號通路激活轉(zhuǎn)錄因子(c-fos，c-myc)介導(dǎo)成纖維細胞、角質(zhì)形成細胞的增殖活性，以及血管內(nèi)皮細胞的遷移能力。同時對各修復(fù)細胞的凋亡活動產(chǎn)生影響。②外源性bFGF可能通過提高其他生長因子的分泌，協(xié)同作用影響成纖維細胞向肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化，最終影響愈合的結(jié)局。

近來的實驗表明，創(chuàng)傷后使用外源性的bFGF可以引起原癌基因表達增加，說明bFGF參與了損傷中增殖與凋亡的活動，揭示bFGF利用細胞信號通路對創(chuàng)傷修復(fù)中細胞的增殖、凋亡和轉(zhuǎn)化(惡變)調(diào)節(jié)，特別是外源性bFGF在信號系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)控機制，無論是對正常健康組織的調(diào)控監(jiān)視過程的闡明，還是對病理組織形成機制的認識以及未來提供最有效的治療手段都將有積極的意義〔7〕。

1.4 bFGF與瘢痕的關(guān)系 張春燕〔8〕在病理性瘢痕形成中的bFGF研究中得出結(jié)論:增生性瘢痕和瘢痕疙瘩是由于組織中膠原的合成與降解失去平衡，導(dǎo)致過量的膠原沉積。在瘢痕疙瘩組織中，膠原表達增高是由于膠原轉(zhuǎn)錄水平增高引起的。bFGF能下調(diào)瘢痕疙瘩和正常真皮成纖維細胞I型前膠原基因的表達，bFGF對膠原蛋白合成的抑制作用和A型前膠原基因表達的下行調(diào)節(jié)作用有關(guān)。另有研究表明，在內(nèi)皮細胞和纖維母細胞中，bFGF通過刺激膠原酶的表達而調(diào)節(jié)膠原蛋白的代謝，而該酶活性的增加與mRNA水平的提高有關(guān)〔9〕。bFGF對膠原合成的抑制作用主要是通過增加前膠原mRNA的降解和抑制mRNA的轉(zhuǎn)錄，這些結(jié)果說明，bFGF可以減少瘢痕疙瘩成纖維細胞的膠原蛋白的過量沉積，從而有助于防止病理性瘢痕的形成。bFGF可以使增生性瘢痕成纖維細胞的生物學(xué)特性趨于正常皮膚成纖維細胞，它具有穩(wěn)定增生性瘢痕成纖維細胞基因表現(xiàn)型的作用。

1.5 bFGF與表皮干細胞 在異常組織結(jié)構(gòu)中，表皮干細胞分布差異較大。研究表明瘢痕組織表皮基底層中具有增殖能力的表皮干細胞和短暫擴充細胞數(shù)明顯少于正常皮膚〔10〕。另外，在燒傷創(chuàng)面中，隨著燒傷程度的加深，表皮干細胞的數(shù)量逐漸減少;離創(chuàng)面越近，表皮干細胞分布越密集，其數(shù)量隨著創(chuàng)面的縮小而消失;感染創(chuàng)面的數(shù)量明顯少于未感染創(chuàng)面。

bFGF對表皮干細胞的調(diào)控:創(chuàng)面愈合是機體通過自身的再生能力，為恢復(fù)其表面的連續(xù)性和完整性、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定所進行的一系列修復(fù)活動。表皮干細胞在創(chuàng)傷皮化過程中是各層表皮細胞的源細胞，正常情況下表皮細胞的更新主要是由其基底部的干細胞向上增殖分化來完成。研究表明，細胞因子包括bFGF可促進表皮干細胞向多種成熟細胞分化，并認為在創(chuàng)面愈合過程中，bFGF可促進基底層表皮干細胞以“蛙跳(froglop)”的方式向創(chuàng)緣處遷移并按一定的概率向上進行分化，但其分布限于基底層和基底層上層，即使毛囊干細胞得到修復(fù)而向上參與表皮的修復(fù)，仍限于上述層次〔11〕。創(chuàng)面修復(fù)過程中表皮干細胞的分布不僅在基底層一個平面，而是某種情況下呈多方位、多層次分布。因此，王小兵等〔12〕得出結(jié)論:bFGF參與創(chuàng)傷修復(fù)并調(diào)控表皮干細胞也有可能從基底層、干細胞島周圍多平面、多角度同時展開。

2 bFGF在美容護膚方面的應(yīng)用

正是由于bFGF在創(chuàng)傷修復(fù)上的有效成果使人們開始擴大其應(yīng)用面，不再只用于醫(yī)學(xué)研究，而是向生物美容界進軍。目前，市面上已經(jīng)有bFGF的凍干粉、原液等。以外用重組人bFGF(rhbFGF)為主要原料，輔以甘露醇、人血白蛋白等制成化妝品，使用時與配套的溶媒混合，直接涂抹或用超聲波等儀器作弱檔導(dǎo)入。

bFGF是人體內(nèi)存在的一種極微量細胞調(diào)節(jié)蛋白，它能促進多種細胞的生長和分化，促進血管和神經(jīng)的增生和分化，激發(fā)細胞的功能活力和訊息傳遞。當bFGF作用于美容皮膚時，通過血管、神經(jīng)和體液的變化，一方面調(diào)節(jié)和平衡內(nèi)分泌，激發(fā)了成纖維細胞的增殖和促愈素的增多，以及各類相關(guān)物質(zhì)如多種氨基酸、彈性蛋白、膠原等增多，維持皮膚的正常功能和活力，使皮膚興盛細胞增多，活力增強，又使結(jié)締組織發(fā)達，皮膚具有彈性;另一方面，bFGF進入細胞后能在基因水平調(diào)節(jié)細胞產(chǎn)生一系列物質(zhì)如超氧化物歧化酶(SOD)和金屬硫基蛋白，前者能清除超氧自由基，排解有害毒素，后者則能清除羥基自由基，保持細胞新生，增強自療力和抗病力。而根據(jù)人體生理機能和臨床實驗證實，只要有極微量bFGF進入細胞，它就會利用細胞的調(diào)控機制，調(diào)控各種基因的表達，從而使其有效物以數(shù)量級在細胞內(nèi)增加，而血管的擴增又使大量養(yǎng)分通過血液循環(huán)而更好地為皮膚所利用〔13，14〕，其美容效果有:①高效修復(fù):促進成纖維細胞、表皮細胞代謝、增殖和分化;激活老化細胞，加速皮膚細胞的新陳代謝，修復(fù)斷裂的淺表皮成纖維細胞，對皮膚創(chuàng)面有突出的快速修復(fù)功能。應(yīng)用于皮膚組織的各種損傷，去除暗瘡、痤瘡、去痣后的小缺損，換膚后的脫皮、發(fā)紅、果酸等導(dǎo)致的皮膚灼傷，磨削后的表皮損傷修復(fù)等具有突出的效果。②消除皺紋:促進細胞間質(zhì)的形成，促進膠原蛋白的合成和分泌，促進彈性纖維合成和分泌，促進細胞間基質(zhì)的增加，使皮膚細嫩健美、飽滿有彈性，從而消除皺紋。③美白紅潤:改善皮膚微循環(huán)，保證皮膚細胞有充足營養(yǎng)供應(yīng)，使蠟黃、無光澤、不健康的皮膚變得紅潤有光澤;有效清除一些代謝障礙的細胞，如胞漿中導(dǎo)致皮膚黑斑的過氧化脂質(zhì)沉著，從而使細胞中各種有害的代謝產(chǎn)物不容易積累形成暗瘡和黑斑、黃褐斑。

3 應(yīng)用bFGF存在的問題

在人們認識到bFGF的促分裂作用的同時，也擔(dān)心bFGF對細胞周期的轉(zhuǎn)換過程是否會失控進而引起細胞“過度”增殖，導(dǎo)致增生性癱痕的形成，甚至皮膚腫瘤的發(fā)生等一系列問題。盡管國內(nèi)外已有大量的FGF臨床應(yīng)用報道，并且尚未發(fā)現(xiàn)外用生長因子引起體表或內(nèi)臟并發(fā)癥。但這不足以消除人們對其應(yīng)用的疑慮，各國學(xué)者正對生長因子促分裂作用和細胞增殖、分化和惡變之間內(nèi)在的關(guān)系進行深入的研究〔15〕。

4 展望

國內(nèi)生產(chǎn)廠家將bFGF化妝品推向市場已有近10年的歷史，人們使用bFGF收效比較明顯，經(jīng)過近10年的市場應(yīng)用，使項目產(chǎn)品推廣具備了廣泛的群眾基礎(chǔ)。在功能性護膚品的消費需求日益旺盛的今天，生物技術(shù)化妝品憑借其獨特的高科技含量、卓越的產(chǎn)品功效，在短期內(nèi)已獲得眾多愛美人士的關(guān)注和認可。其市場空間廣闊，前景光明。因此，bFGF在化妝品方面的研究有著廣泛的發(fā)展空間。

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