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섬유아세포 성장 인자(Fibroblast Growth Factor, FGF)군
FGF란 무엇입니까?
섬유아세포 성장 인자로 알려진 FGF는 약 24개의 헤파린 결합 단백질군으로 뇌, 피부, 폐를 포함한 조직의 발달 및 복구와 관련된 수많은 세포 과정에서 핵심적인 역할을 합니다.
FGF는 표적 세포의 고친화성 FGF 수용체(FGF receptor, FGFR)에 결합하고 활성화하여 키나아제와 전사 인자에 관련된 신호 전달 연쇄반응을 유발합니다. 섬유아세포 성장 인자에 의한 신호 전달 경로의 활성화로 인해 유사 분열, 분화, 이동, 혈관 신생, 상처 치유 등의 세포 효과가 나타납니다.
섬유아세포 성장 인자의 생화학적 특성
FGF는 분자량이 15~25 kDa인 중간 크기의 단일 사슬 단백질이며 약 120개 아미노산으로 구성된 보존 코어를 가지고 있습니다. 원래 섬유아세포 성장 인자의 생화학적 분류는 등전점(pI)을 기준으로 산성(FGF-1)과 염기성(FGF-2)의 두 가지로 구분되었으나, 현재는 서열 상동성을 기준으로 구분되는 일곱 개의 하위군이 있습니다.
생물의학 연구에서 FGF의 애플리케이션
FGF군의 재조합 단백질은 다양한 세포 배양 애플리케이션에서 사용됩니다. FGF는 배양 중인 다양한 유형의 세포를 유지, 확장, 분화시키는 데 중요합니다. 또한 FGF 재조합 단백질은 신호 상호작용 및 경로를 측정하는 데 사용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
- FGF-basic: 만능 줄기세포의 유지 관리
- FGF-10: 인간 만능 줄기세포를 인슐린 생성 췌장 유사 세포로 분화시킴
- FGF-7/KGF: 신경 줄기 및 전구(progenitor) 세포의 증식
- FGF-6: 근육 발달에 관여하는 경로 연구
섬유아세포 성장 인자의 기능
FGF군의 단백질은 4개의 티로신 키나아제 수용체(FGFR1~FGFR4) 중 하나 이상을 통해 신호를 보내고 헤파린 황산염 프로테오글리칸(heparin sulphate proteoglycan, HSPG)과 상호작용하는 기능적 능력을 공유합니다.
FGF 기능은 표적 세포 위치 및 표현형뿐 아니라 결합하는 수용체의 유형에 따라 달라집니다. 아래 차트에는 알려진 수용체, 표적 세포 및 FGF군의 각 구성 요소의 기능이 나열되어 있습니다.
| FGF 이름/유형 | 표적 세포(일부 목록) | FGF 수용체 | FGF 기능(일부 목록) |
|---|---|---|---|
| FGF1 (Acidic FGF) Heparin-Binding Growth Factor-1 (HBGF-1) ECGF-beta (Endothelial Cell Growth Factor-beta) | 중간엽, 신경외배엽 내피세포 | 모든 FGF 수용체 | 체내(in vivo) 혈관 신생, 체외(in vitro) 유사 분열, 상처 치유 |
| FGF2 (Basic FGF) Heparin-Binding Growth Factor-2 (HBGF-2) Prostatropin | 중간엽, 신경외배엽 내피세포 | 1b, 1c, 2c, 3c, 4 | 혈관 형성, 상처 치유, 혈관 신생, 조혈, 뉴런 생존 |
| FGF3 int-2 | FGF 수용체 2b를 발현하는 상피세포 | 2b | 중배엽 유도, 혈관 신생, 내이(inner ear) 발달 |
| FGF4 Heparin Secretory Transforming protein (HST-1) Transforming protein KS3 Heparin-Binding Growth Factor-4 (HBGF-4) | FGF 수용체를 발현하는 세포 | 1c, 2c, 3c, 4 | 혈관 신생, 척추 팔다리 발달 및 위암 발생 |
| FGF5 Heparin-Binding Growth Factor-5 (HBGF-5) Smag-82 | FGF 수용체를 발현하는 세포 | 1c, 2c | 체모 성장 및 발달 |
| FGF6 Heparin-Binding Growth Factor-6 (HBGF-6) HST-2 | FGF 수용체를 발현하는 세포 | 1c, 2c, 4 | 골격근 발달 |
| FGF7/KGF (Keratinocyte Growth Factor) HST-6 Heparin-Binding Growth Factor-7 (HBGF-7) | FGF 수용체 2b를 발현하는 각질세포 및 상피세포 | 2b | 각질세포 성장 인자, 신장 및 폐 발달, 혈관 신생 및 상처 치유 |
| FGF8 Androgen-Induced Growth Factor (AIGF)Heparin-Binding Growth Factor-8 (HBGF-8) | 유방 암종 세포 및 FGF 수용체를 발현하는 기타 세포 | 2c, 3c, 4 (1c 가능) | 사지, 중추신경계, 심장 유출로 발달 |
| FGF9 Glia Activating Factor (GAF) Heparin-Binding Growth Factor-9 (HBGF-9) | 신경아교세포, 성상 세포 및 FGF 수용체를 발현하는 기타 세포 | 1c, 2c, 3b, 3c, 4 | 신경아교세포 활성화 인자, 운동 뉴런 생존, 폐 및 고환 발달 |
| A Keratinocyte growth factor-2 | FGF 수용체 2b를 발현하는 상피세포 | 2b | 상처 치유, 사지 및 폐를 포함한 다기관 발달 |
| FGF11 FGFB Fibroblast growth Factor Homologous Factor-3(FHF-3) | 현재까지 불명 | 현재까지 불명 | 신경계 발달 및 기능에 관여하는 것으로 보임 |
| FGF12 FGFC Fibroblast growth factor Homologous Factor-1(FHF-1) | NIH3T3 섬유아세포 세포주 | 1, 2, 3, 4 | 신경계 발달 및 기능에 관여하는 것으로 보임 |
| FGF13 FGFD Fibroblast growth Factor Homologous Factor-2(FHF-2) | 현재까지 불명 | 현재까지 불명 | 신경계 발달 및 기능에 관여하는 것으로 보임 |
| FGF14 FGFE Fibroblast growth factor Homologous Factor-4(FHF-4) | 현재까지 불명 | 현재까지 불명 | 중추신경계 발달 및 기능 조절 |
| FGF15 FGFF, 사람이 아닌 마우스에서 확인됨 | FGF 수용체 4를 발현하는 세포 | 4 | 배아 뇌, 척수 및 감각 기관의 특정 영역에서 세포 분열 및 패턴화 조절 인자 |
| FGF16 FGFG | FGF 수용체를 발현하는 세포 | 2c, 3c | 중추신경계 발달 |
| FGF17 FGFH | FGF 수용체를 발현하는 세포 | 1c, 2c, 3c, 4 | 배아 뇌의 유도 및 패턴화 신호 |
| FGF18 zFGF5 FGFI | FGF 수용체를 발현하는 세포 | 1c, 2c, 3c, 4 | 긴 뼈 및 발육의 필수 조절 인자 |
| FGF19 FGFJ, 사람에서만 확인됨 | FGF 수용체 4를 발현하는 세포 | 4 | 뇌 발달 및 배아 발생 중에 발현되며 성인기의 여러 대사 과정 조절 |
| FGF20 FGFK | 상피 및 중간엽 세포 | 1c, 2c, 3c | 사지 및 뇌 발달 중에 발현 |
| FGF21 FGFL | 뉴런, 베타 세포 | 1c | 간, 뇌, 골격근에서 발현되며 대사 질환에서 중요한 역할을 할 수 있음 |
| FGF22 FGFM | 모낭, 피부, 각질세포, 뉴런 | 2b | 피부 발달 및 회복, 뇌 발달에 관여할 수 있음 |
| FGF23 FGFN | 신장 근위부 상피세포 | 3c | 뇌와 흉선에서 발현, 인산염 항상성 조절, 저인산혈증 구루병의 돌연변이, 성인기의 여러 대사 과정 조절 |
참고문헌
- 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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