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Familia del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF)
¿Qué es FGF?
El FGF, también conocido como factor de crecimiento de fibroblastos, representa una familia de aproximadamente dos docenas de proteínas de unión a la heparina que desempeñan un papel fundamental en numerosos procesos celulares relacionados con el desarrollo y la reparación de tejidos, como el del cerebro, el de la piel y el de los pulmones.
Los FGF se unen a los receptores FGF de alta afinidad (FGFR) en las células diana y los activan, lo que provoca una cascada de transducción de señales en la que participan las quinasas y los factores de transcripción. La activación de las vías de señalización por los factores de crecimiento de fibroblastos produce efectos celulares como la mitogénesis, la diferenciación, la migración, la angiogénesis y la cicatrización de heridas.
Propiedades bioquímicas de los factores de crecimiento de fibroblastos
Los FGF son proteínas de una sola cadena de tamaño medio con pesos moleculares que van de los 15 a 25 kDa y que poseen un núcleo conservado de aproximadamente 120 aminoácidos. En su origen, se identificaron dos clases bioquímicas del factor de crecimiento de fibroblastos, ácido (FGF-1) y básico (FGF-2) según sus puntos isoeléctricos (pI); ahora se diferencian siete subfamilias en función de la homología de secuencias.
Aplicaciones de los FGF en la investigación biomédica
Las proteínas recombinantes de la familia de los FGF se emplean en numerosas aplicaciones de cultivo celular. Los FGF son importantes para mantener, ampliar y diferenciar diversos tipos de células en cultivo. Las proteínas recombinantes FGF también se emplean para determinar las interacciones y las vías de señalización. Por ejemplo:
- FGF básico: mantenimiento de células madre pluripotentes
- FGF-10: diferenciación de células madre pluripotentes humanas a células pancreáticas productoras de insulina
- FGF-7/KGF: expansión de las células progenitoras y las células madre neuronales
- FGF-6: estudio de vías que participan en el desarrollo muscular
Funciones de los factores de crecimiento de fibroblastos
Las proteínas de la familia FGF comparten la capacidad funcional de señalar mediante al menos uno de los cuatro receptores de tirosina quinasa (de FGFR1 a FGFR4) y de interactuar con proteoglicanos de sulfato de heparina (HSPG).
La función del FGF varía en función del tipo de receptor que se activa, así como de la ubicación celular diana y el fenotipo. En el siguiente gráfico se enumeran los receptores conocidos, las células diana y las funciones de cada miembro de la familia FGF.
| Nombre/tipo de FGF | Células diana (lista parcial) | Receptores FGF | Función de FGF (lista parcial) |
|---|---|---|---|
| FGF1 (FGF ácido) factor de crecimiento 1 de unión a la heparina (HBGF-1) ECGF beta (factor de crecimiento celular endotelial beta) | células endoteliales mesenquimales y neuroectodérmicas | todos los receptores FGF | Angiogénico in vivo, mitogénico in vitro, cicatrización de heridas |
| FGF2 (FGF básico) factor de crecimiento 2 de unión a la heparina (HBGF-2) prostatropina | células endoteliales mesenquimales y neuroectodérmicas | 1b, 1c, 2c, 3c, 4 | Vasculogénesis, cicatrización de heridas, angiogénesis, hematopoyesis, supervivencia neuronal |
| FGF3 int-2 | células epiteliales con expresión del receptor FGF 2b | 2b | Inducción del mesodermo, angiogénesis, desarrollo del oído interno |
| FGF4, proteína transformadora secretora de heparina (HST-1), proteína transformadora KS3, factor de crecimiento 4 de unión a la heparina (HBGF-4) | células con expresión de receptores FGF | 1c, 2c, 3c, 4 | Angiogénesis, desarrollo de extremidades vertebradas y desarrollo de cáncer de estómago |
| FGF5, factor de crecimiento 5 de unión a la heparina (HBGF-5), Smag-82 | células con expresión de receptores FGF | 1c, 2c | Crecimiento y desarrollo del cabello |
| FGF6, factor de crecimiento 6 de unión a la heparina (HBGF-6), HST-2 | células con expresión de receptores FGF | 1c, 2c, 4 | Desarrollo del músculo esquelético |
| FGF7/KGF (factor de crecimiento de queratinocitos), HST-6, factor de crecimiento 7 de unión a la heparina (HBGF-7) | queratinocitos y células epiteliales con expresión del receptor FGF 2b | 2b | Factor de crecimiento de queratinocitos, desarrollo renal y pulmonar, angiogénesis y cicatrización de heridas |
| FGF8, factor de crecimiento inducido por andrógenos (AIGF), factor de crecimiento 8 de unión a la heparina (HBGF-8) | células de carcinoma mamario y otras células con expresión de receptores FGF | 2c, 3c, 4 (posiblemente 1c) | Extremidad, sistema nervioso central, desarrollo del infundíbulo cardíaco |
| FGF9, factor activador de células gliales (GAF), factor de crecimiento 9 de unión a la heparina (HBGF-9) | células gliales, células astrocitarias y otras células con expresión de receptores FGF | 1c, 2c, 3b, 3c, 4 | Factor activador de las células gliales, supervivencia de las motoneuronas, desarrollo pulmonar y de los testículos |
| Un factor de crecimiento 2 de queratinocitos | células epiteliales con expresión del receptor FGF 2b | 2b | Cicatrización de heridas, desarrollo de diversos órganos, entre ellos, las extremidades y los pulmones |
| FGF11, FGFB, factor homólogo del factor de crecimiento 3 de fibroblastos (FHF-3) | desconocido hasta la fecha | desconocido hasta la fecha | Parece tener cierta participación en el desarrollo y la función del sistema nervioso |
| FGF12, FGFC, factor homólogo del factor de crecimiento 1 de fibroblastos (FHF-1) | estirpe celular de fibroblastos NIH3T3 | 1, 2, 3, 4 | Parece tener cierta participación en el desarrollo y la función del sistema nervioso |
| FGF13, FGFD, factor homólogo del factor de crecimiento 2 de fibroblastos (FHF-2) | desconocido hasta la fecha | desconocido hasta la fecha | Parece tener cierta participación en el desarrollo y la función del sistema nervioso |
| FGF14, FGFE, factor homólogo del factor de crecimiento 4 de fibroblastos (FHF-4) | desconocido hasta la fecha | desconocido hasta la fecha | Regula el desarrollo y la función del sistema nervioso central |
| FGF15, FGFF, identificado en ratón no humano | células con expresión del receptor FGF 4 | 4 | Regulador de la división celular y los patrones en regiones específicas del cerebro embrionario, la médula espinal y los órganos sensoriales |
| FGF16, FGFG | células con expresión de receptores FGF | 2c, 3c | Desarrollo del sistema nervioso central |
| FGF17, FGFH | células con expresión de receptores FGF | 1c, 2c, 3c, 4 | Inducción de señales y patrones del cerebro embrionario |
| FGF18, zFGF5, FGFI | células con expresión de receptores FGF | 1c, 2c, 3c, 4 | Regulador esencial del desarrollo de hueso largo y calvarial |
| FGF19, FGFJ, identificado únicamente en humanos | células con expresión del receptor FGF 4 | 4 | Con expresión que puede observarse durante el desarrollo cerebral y la embriogénesis, regula múltiples procesos metabólicos en la edad adulta |
| FGF20, FGFK | células epiteliales y mesenquimales | 1c, 2c, 3c | Con expresión que se observa durante el desarrollo de las extremidades y el cerebro |
| FGF21, FGFL | neuronas, células beta | 1c | Con expresión en el hígado, el cerebro y el músculo esquelético; puede desempeñar cierto papel en las enfermedades metabólicas |
| FGF22, FGFM | folículo piloso, piel, queratinocitos, neuronas | 2b | Puede estar involucrado en el desarrollo y la reparación de la piel y en el desarrollo cerebral |
| FGF23, FGFN | células epiteliales proximales renales | 3c | Con expresión en el cerebro y el timo, regula la homeostasis del fosfato, mutante en raquitismo hipofosfatémico, regula diversos procesos metabólicos en la edad adulta |
Referencias
- Beenken A, Mohammadi M (2009) The FGF family: biology, pathophysiology and therapy. Nat Rev Drug Discov 8(3):235–253.
- Ornitz DM, Itoh N (2001) Fibroblast growth factors. Genome Biol 2(3):REVIEWS3005.
- Sochacka M, Opalinski L, Szymczyk J, et al. (2020) FHF1 is a bona fide fibroblast growth factor that activates cellular signaling in FGFR-dependent manner. Cell Commun Signal 18(1):69.
- Yun YR, Won JE, Jeon E, et al. (2010) Fibroblast growth factors: biology, function, and application for tissue regeneration. J Tissue Eng 2010:218142.
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