崔寧寧，劉一朝，姚美靜，劉 敏，王宇婧，母 慧，艾慶燕

作者單位：716000 陜西 延安，延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院（崔寧寧，劉一朝，姚美靜，劉 敏，王宇婧，母 慧）；延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院組胚教研室（艾慶燕）

成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)依賴(lài)于成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factors, FGF)。 FGF 是一種通過(guò)磷酸分離酶和純化反應(yīng)得到的活性化學(xué)物質(zhì)[1],在長(zhǎng)期的研究中人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了23 種FGF, 并按照主要的生理功能和化學(xué)反應(yīng)途徑可分為內(nèi)分泌型和旁分泌型。其中內(nèi)分泌型主要包括FGF15/FGF19、FGF21 和FGF23, 旁分泌型主要包括FGF1-FGF14、FGF16-FGF18、FGF20 和 FGF22[2],它 們 在 結(jié)構(gòu)上都與其人體分泌有著密切的交互相關(guān)性[3]。 FGF 家族成員與傷口的愈合和修復(fù)、血管生成、胚胎發(fā)育及細(xì)胞的生長(zhǎng)分化等多種生物學(xué)功能有著密切聯(lián)系[4]。 堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)直接誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)改變的發(fā)生和細(xì)胞分化,是目前最有力的有絲分裂原之一[5]。 bFGF 的化學(xué)功能和藥理作用主要體現(xiàn)在，平滑肌細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育和進(jìn)行組織修復(fù)兩個(gè)主要方面,它的生長(zhǎng)功能主要是指它可以不斷促進(jìn)平滑肌細(xì)胞組織內(nèi)皮皮層細(xì)胞， 生長(zhǎng)游走和抑制平滑肌外皮細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖，并以此為組織基礎(chǔ)來(lái)達(dá)到充分發(fā)揮上述兩種功能[6-7]。 就現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)來(lái)看,bFGF 的生物學(xué)效應(yīng)雖然尚未完全研究清楚, 但它的影響已體現(xiàn)在諸多方面, 尤其是在生殖領(lǐng)域,bFGF 已經(jīng)成為了人們重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象之一。 筆者就bFGF 對(duì)男性生殖健康的影響及疾病的預(yù)防和治療方面進(jìn)行綜述。

1 bFGF 的分子結(jié)構(gòu)

bFGF 是等電點(diǎn)呈堿性(PI=9.6)且分子量約為16.5kDa的單鏈蛋白質(zhì)。由1984 年Bohlen 等從垂體中提取獲得,并測(cè)得bFGF 中的一種含有146 個(gè)氨基酸殘基。 隨后Bohlen又從組織提取液和cDNA 克隆中發(fā)現(xiàn)氨基端延伸的含不同數(shù)目殘基的bFGF,這提示不同bFGF 的翻譯起始位點(diǎn)不同。從拷貝分子基因生物學(xué)的角度分析來(lái)看，bFGF 的基因?yàn)閱畏肿涌截惢?，? 個(gè)外顯子和2 個(gè)內(nèi)含子共同連接構(gòu)成。 bFGF 的染色體 DNA 被轉(zhuǎn)錄成 7Kb、3.7Kb、有時(shí)為1.4Kb 的mRNA,這些mRNA 只能從腦中檢出。

2 bFGF 受體及信號(hào)通路

FGF 在機(jī)體內(nèi)分布廣泛,它與細(xì)胞表面的酪氨酸激酶受體/成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(fibroblast growth factor receptors, FGFR) 結(jié)合可以使細(xì)胞發(fā)生一系列的反應(yīng)。bFGF 存在兩種不同類(lèi)型的分子受體, 分別是高親和力分子受體、低親和力分子受體。 高親和力的磷酸蛋白受體與分子bFGF 相互協(xié)同幫助地在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行結(jié)合并形成一個(gè)二聚體后,胞內(nèi)的酪氨酸激酶在該二聚體受體區(qū)域的構(gòu)象狀態(tài)也會(huì)隨之發(fā)生改變,從而激活酪氨酸激酶,之后磷酸化磷脂酶會(huì)產(chǎn)生Crl(PLC-rl),磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP 2)被激酶轉(zhuǎn)化而成為甘油酯(DG)和三磷酸肌醇(IP3),即雙信使受體[8]。DG 是磷脂和Ca2+依賴(lài)的蛋白激醇C 的內(nèi)源性激活劑,IP3 信使可調(diào)節(jié)Ca2+的通透, 兩者聯(lián)合導(dǎo)致Ca2+由內(nèi)源中釋放。 而低親和力的受體輔助參與bFGF 與高親和力受體結(jié)合,起到加固促進(jìn)的作用[9]。

ERK 激酶(MAP2K)作為bFGF 的下游通路可與 RA 通路相互作用共同調(diào)節(jié)細(xì)胞的分裂分化水平。 同時(shí),絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)可被bFGF 激活,它可以上調(diào)Bcl6b和Etv5 等基因,使精原干細(xì)胞自我更新作用增強(qiáng)[10]。

3 bFGF 對(duì)男性生殖的作用

3.1 bFGF 在睪丸中的作用 FGF 在機(jī)體的許多組織和器官中均有表達(dá),FGFR 在體細(xì)胞中具有廣泛的特征,但在哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞中表達(dá)研究報(bào)道較少。

在人類(lèi)胚胎早期睪丸中bFGF 蛋白主要表達(dá)于生殖細(xì)胞和Leydig 細(xì)胞的間隙中。胚胎12～20 w,是bFGF 在孕早期睪丸精原細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中的主要表達(dá)高峰期, 其在孕早期胎兒睪丸早期的精原細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育及分化階段,可直接促進(jìn)精原細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化以及生精小管的形成[11]。 在那些位于雄性胚胎12 w 的睪丸索內(nèi)的原始生殖細(xì)胞中bFGF 呈陽(yáng)性的表達(dá), 主要作用為主動(dòng)調(diào)節(jié)雄性原始生殖細(xì)胞的活性反應(yīng)，從而促進(jìn)其增殖并向精原細(xì)胞分化[12]。

bFGF 存在于睪丸組織, 并已被證實(shí)作用之一是促進(jìn)睪酮(T)分泌。 Saucedo 等[13]發(fā)現(xiàn) FGFR1、2、3、4 mRNA 和蛋白在人睪丸中的表達(dá)以及這些受體在生精上皮細(xì)胞中的定位。 除此之外，有研究人員通過(guò)建立FGF-2 缺陷小鼠來(lái)研究哺乳動(dòng)物精子生成的復(fù)雜機(jī)制,分析了FGF-2 在維持精子生理學(xué)中的作用, 結(jié)果表明FGF-2 在哺乳動(dòng)物精子生成中發(fā)揮作用, 而FGF-2 的缺乏會(huì)導(dǎo)致精子生產(chǎn)失調(diào),精子形態(tài)和功能改變。 因此，F(xiàn)GF-2 與精子生成和運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)有關(guān)[14]。而且，根據(jù)常學(xué)良等[15]的研究發(fā)現(xiàn) bFGF 可通過(guò)促進(jìn)生精細(xì)胞的增殖分化,明顯治療特發(fā)性少弱精子癥。

bFGF 也可通過(guò)促進(jìn)睪丸內(nèi)部實(shí)質(zhì)性細(xì)胞的數(shù)目增多而提高睪丸的品質(zhì), 對(duì)LC 的分化發(fā)育及功能都有直接的調(diào)節(jié)作用。 從王曦華[16]的研究中可以清楚看到bFGF 可增加睪丸間質(zhì)調(diào)節(jié)蛋白(STAR)的濃度來(lái)改變其表達(dá),從而誘導(dǎo)一個(gè)睪丸間質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)睪丸間質(zhì)細(xì)胞(SLC)。

有研究發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的精原干細(xì)胞中的干細(xì)胞因子(SCF)可以通過(guò)誘導(dǎo)幼稚型精原干細(xì)胞的體外克隆和分化形成, 而bFGF 則有體外刺激成熟型精原干細(xì)胞進(jìn)行體外克隆的特殊功效,具有促進(jìn)增殖的作用[17]。 FGF 對(duì)離體培養(yǎng)的未成熟Leydig 細(xì)胞, 可以增加hCG 所促進(jìn)的T 分泌,其增加量取決于FGF 劑量大小及處理時(shí)間,且bFGF 可促進(jìn)體外培養(yǎng)精原細(xì)胞的分裂增殖[18]。

除此之外, 實(shí)驗(yàn)還證明bFGF 對(duì)損傷的小鼠睪丸具有顯著的促修復(fù)作用[19]。臨床研究證實(shí),環(huán)磷酸腺胺可導(dǎo)致生精功能損害。 另外,模型精子活性的一些檢測(cè)指標(biāo)也普遍下降。用bFGF 治療模型小鼠,結(jié)果表明當(dāng)使用堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子進(jìn)行干預(yù)后,小鼠的睪丸組織結(jié)構(gòu)以及附睪的精子質(zhì)量均有明顯恢復(fù)。

3.2 bFGF 對(duì)精子的作用 在精子中,FGFRs 位于頂體區(qū)域和鞭毛。精子暴露于成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(FGF-2)會(huì)導(dǎo)致鞭毛FGFR 磷酸化增加,并激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)和蛋白激酶 B(PKB 或 Akt)信號(hào)通路[20]。 使用針對(duì)FGF-2 的抗體進(jìn)行的Western 免疫印跡分析顯示, 精子蛋白提取物中存在18 kDa 的條帶, 該蛋白被免疫定位在精子鞭毛和頂體區(qū)域以及所有生殖細(xì)胞中。通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)評(píng)估的精子FGF-2 水平與每個(gè)射精的精子濃度、 運(yùn)動(dòng)性、總精子數(shù)和總運(yùn)動(dòng)細(xì)胞呈正相關(guān)。 此外,與具有正常運(yùn)動(dòng)性的樣品相比, 具有異常運(yùn)動(dòng)性的樣品顯示FGF2 水平降低,此項(xiàng)提示FGF-2 水平是精子質(zhì)量的潛在標(biāo)志。

FGF 通過(guò)負(fù)調(diào)節(jié)精子MAPK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,一定程度上調(diào)節(jié)尾部的發(fā)生、功能以及精子鞭毛的運(yùn)動(dòng),從而影響精子的活動(dòng)力。 綜上所述,在男性精子發(fā)生與生殖調(diào)節(jié)方面,bFGF 發(fā)揮重要作用。

3.3 bFGF 在前列腺中的作用 前列腺生長(zhǎng)及功能受到多種調(diào)節(jié)因子控制,bFGF 起到了十分重要的作用, 可以將其視為一種腫瘤標(biāo)記物。 前列腺成纖維細(xì)胞可合成bFGF,bFGF 能反過(guò)來(lái)促進(jìn)成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng),即bFGF 可作用于Pca 細(xì)胞并促進(jìn)其增殖。 在癌分化中的主要作用是使其由靜止進(jìn)入侵襲表型。 bFGF 在前列腺增生組織以及癌組織中表達(dá)水平有明顯升高[21],但目前研究表明bFGF 的mRNA的表達(dá)與前列腺增生、前列腺癌等疾病的病理分期并未存在明顯的相關(guān)性。 另外, 在前列腺癌的裸鼠模型上敲除bFGF 的基因后可以抑制前列腺癌的生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移, 提高裸鼠的生存率[22]。 目前治療前列腺疾病的藥物如加味桂茯苓顆粒、 前列散淤膠囊、 益腎活血顆粒等大多是通過(guò)降低bFGFmRNA 的表達(dá),從而抑制成纖維細(xì)胞的增殖來(lái)發(fā)揮作用[23-24]。 bFGF 在被乙酰肝素酶催化和激活后，可以促進(jìn)毛細(xì)血管新生和腫瘤細(xì)胞的發(fā)生和增殖。在前列腺增生的組織中,因bFGF 的含量增多而促進(jìn)了細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)[25]，當(dāng)bFGF 表達(dá)量顯著增多, 淋巴細(xì)胞就會(huì)通關(guān)過(guò)分泌一些相關(guān)的因子來(lái)促進(jìn)整個(gè)局部和淋巴細(xì)胞的增殖。良性前列腺組織增生時(shí)，患者組織中bFGF 含量水平越高,局部的疼痛感就越明顯,更易造成排尿困難。 此項(xiàng)提示可通過(guò)前列腺組織bFGF 的濃度變化, 從而推測(cè)前列腺疾病的發(fā)生和病理情況,指導(dǎo)臨床對(duì)前列腺生理功能異常的早期診斷和治療。

bFGF 在機(jī)體內(nèi)廣泛存在并一直發(fā)揮著廣泛的運(yùn)動(dòng)調(diào)控作用,bFGF 及其受體與精子的生成和相關(guān)運(yùn)動(dòng)的調(diào)控作用密切相關(guān),與男性生殖系統(tǒng)疾病密切聯(lián)系相關(guān),在男性生殖疾病領(lǐng)域中占有重要的地位, 盡管目前對(duì)于bFGF 的研究已取得一定的突破和進(jìn)展,但對(duì)于它們?cè)谏臣膊∠到y(tǒng)中的具體表達(dá)意義、作用及其調(diào)節(jié)的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究,其對(duì)男性生殖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制也仍有待完善,以期促進(jìn)男性生殖生理學(xué)的發(fā)展。