成(cheng)纖(xian)維細胞生長(chang)因子-1（FGF1）如何(he)重(zhong)編(bian)程疾病(bing)命(ming)運(yun)與(yu)國(guo)自然(ran)研究(jiu)新範(fan)式(shi)

成(cheng)纖(xian)維細胞生長(chang)因子-1（Fibroblast Growth Factor-1, FGF-1）是(shi)FGF家(jia)族中的(de)重(zhong)要成(cheng)員(yuan)，以(yi)其(qi)廣(guang)泛生物(wu)學(xue)功(gong)能(neng)和潛(qian)在(zai)治療(liao)應(ying)用成(cheng)為(wei)國(guo)家(jia)自然(ran)科學(xue)基金（國(guo)自然(ran)）資(zi)助的(de)熱(re)點(dian)領域(yu)。FGF-1作(zuo)為(wei)壹種(zhong)多(duo)效(xiao)性(xing)細(xi)胞(bao)因子，參與(yu)細胞(bao)增(zeng)殖(zhi)、分化、血(xue)管生(sheng)成(cheng)和(he)組(zu)織(zhi)修(xiu)復(fu)等(deng)關鍵過程，其(qi)在(zai)疾病(bing)機(ji)制和臨(lin)床(chuang)轉化中的(de)研究(jiu)正日益(yi)深入(ru)。近(jin)年(nian)來(lai)，隨著分(fen)子生(sheng)物(wu)學(xue)、基因編(bian)輯和再(zai)生醫(yi)學(xue)技術(shu)的(de)飛速發(fa)展，FGF-1的(de)研究(jiu)不僅揭示了(le)其(qi)在(zai)代(dai)謝(xie)性(xing)疾病(bing)、心(xin)血(xue)管疾病(bing)和(he)神(shen)經退行(xing)性(xing)疾病(bing)中的(de)核心(xin)作(zuo)用，還(hai)推(tui)動了(le)新型(xing)藥(yao)物(wu)開發和(he)治(zhi)療(liao)策略的(de)創新(xin)。本文將(jiang)以(yi)總分(fen)總的(de)形式(shi)，通(tong)過幾個(ge)關鍵問(wen)題，深入(ru)探(tan)討(tao)FGF-1的(de)分子機(ji)制、國(guo)自然(ran)熱(re)點(dian)方(fang)向以(yi)及未(wei)來挑(tiao)戰，旨在(zai)為(wei)科(ke)研工作(zuo)者(zhe)提供(gong)全面(mian)的(de)視角和啟(qi)發。

FGF-1的(de)生物(wu)學(xue)特(te)性(xing)與(yu)研究(jiu)意(yi)義(yi)

FGF-1，也(ye)稱(cheng)為(wei)酸(suan)性(xing)成(cheng)纖(xian)維細胞生長(chang)因子（aFGF），是(shi)壹種(zhong)由155個(ge)氨(an)基酸組成的(de)蛋白(bai)質(zhi)，通(tong)過結(jie)合(he)FGF受(shou)體（FGFR）和肝(gan)素(su)硫(liu)酸(suan)蛋(dan)白(bai)聚糖(tang)（HSPG）激活下(xia)遊信(xin)號通(tong)路(lu)，如MAPK/ERK、PI3K/AKT和(he)PLCγ途徑(jing)。這(zhe)些(xie)通(tong)路(lu)調(tiao)控著細(xi)胞(bao)生存(cun)、遷(qian)移(yi)和代(dai)謝(xie)，使(shi)FGF-1在(zai)胚胎(tai)發育(yu)、組織(zhi)穩態和疾病(bing)進(jin)程中發揮(hui)核心(xin)作(zuo)用。FGF-1的(de)研究(jiu)之所以(yi)成為(wei)國(guo)自然(ran)的(de)熱(re)點(dian)，是因為(wei)其(qi)跨學(xue)科(ke)性(xing)質(zhi)：從基礎分子機(ji)制到(dao)臨床應(ying)用，涉(she)及(ji)生物(wu)醫(yi)學(xue)、材(cai)料科學(xue)和(he)人(ren)工智能(neng)等多(duo)個(ge)領(ling)域(yu)。國(guo)自然(ran)項目(mu)近年來優先支(zhi)持FGF-1在(zai)精準(zhun)醫(yi)療(liao)、再(zai)生醫(yi)學(xue)和(he)疾病(bing)模(mo)型(xing)中的(de)研究(jiu)，例如2023年(nian)國(guo)自然(ran)指南(nan)中明確提到(dao)對生長(chang)因子在(zai)代(dai)謝(xie)性(xing)疾病(bing)和(he)衰老(lao)相關疾病(bing)中的(de)資(zi)助傾(qing)斜。據(ju)統(tong)計(ji)，近(jin)五年(nian)國(guo)自然(ran)關於FGF的(de)立(li)項(xiang)項(xiang)目(mu)超過200項(xiang)，其(qi)中FGF-1相關研究(jiu)占比約30%，反映了其(qi)科(ke)學(xue)價(jia)值和(he)轉化(hua)潛(qian)力(li)。此外，FGF-1的(de)獨特性(xing)質(zhi)，如無(wu)信(xin)號肽分(fen)泌機制和穩定性(xing)挑(tiao)戰，也(ye)為(wei)研(yan)究提供(gong)了創新空間，促(cu)使科(ke)學(xue)家(jia)探(tan)索(suo)其(qi)修(xiu)飾、遞送(song)和靶向策略。

FGF-1的(de)分子機(ji)制如何(he)調(tiao)控細胞(bao)代(dai)謝(xie)與(yu)疾病(bing)進(jin)程？

FGF-1通(tong)過復(fu)雜(za)的(de)信號網(wang)絡(luo)調(tiao)控細胞(bao)代(dai)謝(xie)，這(zhe)在(zai)代(dai)謝(xie)性(xing)疾病(bing)如糖(tang)尿病和(he)肥胖中尤為(wei)重(zhong)要。FGF-1主(zhu)要(yao)與(yu)FGFR1-4結合(he)，激(ji)活(huo)下遊效(xiao)應(ying)分子。例(li)如，在(zai)胰島(dao)素抵(di)抗模(mo)型(xing)中，FGF-1通(tong)過PI3K/AKT通(tong)路(lu)增強(qiang)葡(pu)萄(tao)糖(tang)攝取(qu)和脂(zhi)質(zhi)代(dai)謝(xie)，減少肝(gan)臟(zang)糖(tang)異生，從而(er)改(gai)善代(dai)謝(xie)綜(zong)合(he)征(zheng)。國(guo)自然(ran)項目(mu)中的(de)熱(re)點(dian)包括FGF-1與(yu)胰島(dao)素(su)信(xin)號的(de)交(jiao)叉對(dui)話(hua)，以(yi)及其(qi)在(zai)脂肪(fang)組織(zhi)褐(he)變中的(de)作用。研(yan)究(jiu)發現(xian)，FGF-1敲除小鼠表現(xian)出(chu)明顯的(de)代(dai)謝(xie)異常(chang)，而(er)外源(yuan)性(xing)FGF-1註(zhu)射(she)可逆(ni)轉(zhuan)這些表型(xing)，這(zhe)為(wei)開發新(xin)型(xing)抗糖(tang)尿病藥(yao)物提供(gong)了依據(ju)。此外，FGF-1的(de)調(tiao)控還(hai)涉(she)及(ji)表觀(guan)遺(yi)傳(chuan)機(ji)制，如DNA甲(jia)基化和miRNA幹預，這些(xie)發現(xian)來自國(guo)自然(ran)資(zi)助的(de)項目(mu)，揭示了(le)FGF-1在(zai)基因表達(da)編(bian)程中的(de)角色。挑(tiao)戰在(zai)於FGF-1的(de)半衰(shuai)期短(duan)和(he)體內(nei)不穩定性(xing)，這(zhe)促(cu)使研(yan)究聚焦(jiao)於蛋白(bai)質(zhi)工程和(he)納米遞(di)送(song)系(xi)統(tong)，以(yi)增強(qiang)其(qi)治(zhi)療效果。例(li)如，國(guo)自然(ran)支(zhi)持的(de)研究(jiu)利用聚乙二(er)醇(chun)修飾FGF-1，延長(chang)其(qi)循環時間(jian)，並(bing)在(zai)動物(wu)模(mo)型(xing)中驗證(zheng)了(le)其(qi)降(jiang)糖(tang)功效。總(zong)之，FGF-1的(de)分子機(ji)制研究(jiu)不(bu)僅深化了對(dui)代(dai)謝(xie)疾病(bing)的(de)理(li)解(jie)，還(hai)推(tui)動了(le)靶向治(zhi)療的(de)創新(xin)，是國(guo)自然(ran)項目(mu)中的(de)優先領域(yu)。

FGF-1在(zai)組織(zhi)修(xiu)復(fu)和(he)再(zai)生醫(yi)學(xue)中有哪些(xie)突(tu)破(po)性(xing)應(ying)用？

組(zu)織(zhi)修(xiu)復(fu)和(he)再(zai)生醫(yi)學(xue)是(shi)國(guo)自然(ran)重(zhong)點(dian)資(zi)助的(de)方(fang)向，FGF-1因其(qi)強(qiang)大(da)的(de)促增(zeng)殖和血管生(sheng)成(cheng)能(neng)力(li)成(cheng)為(wei)核心(xin)研(yan)究對象。在(zai)傷口(kou)愈合(he)模(mo)型(xing)中，FGF-1通(tong)過促(cu)進(jin)成纖(xian)維細胞和內(nei)皮細胞遷(qian)移(yi)，加(jia)速(su)膠(jiao)原沈(chen)積和(he)血(xue)管新(xin)生(sheng)，從而(er)改(gai)善糖(tang)尿病足(zu)潰(kui)瘍(yang)和(he)燒傷(shang)修復。國(guo)自然(ran)熱(re)點(dian)項目(mu)探(tan)索(suo)了(le)FGF-1與(yu)幹細(xi)胞(bao)療(liao)法的(de)結合(he)，例(li)如將(jiang)FGF-1加(jia)載(zai)到(dao)水凝(ning)膠(jiao)或3D打(da)印(yin)支(zhi)架中，增強其(qi)局部滯(zhi)留和(he)緩(huan)釋效果。在(zai)心(xin)肌梗(geng)死(si)研究(jiu)中，FGF-1基因治療(liao)通(tong)過腺(xian)病(bing)毒(du)載體遞送(song)，可減少瘢痕(hen)形(xing)成並(bing)促進(jin)心(xin)肌再(zai)生，這已(yi)在(zai)臨床(chuang)前模(mo)型(xing)中顯示有(you)前景(jing)的(de)結果(guo)。此外，FGF-1在(zai)神(shen)經再(zai)生中的(de)應(ying)用也(ye)備(bei)受關註：它(ta)通(tong)過激(ji)活(huo)ERK通(tong)路(lu)支(zhi)持神(shen)經元生存(cun)和(he)軸突(tu)長(chang)出(chu)，為(wei)脊(ji)髓損(sun)傷(shang)和阿(e)爾(er)茨(ci)海(hai)默(mo)病(bing)提供(gong)新思路(lu)。國(guo)自然(ran)報告(gao)顯示(shi)，2022年(nian)約有15%的(de)再(zai)生醫(yi)學(xue)項(xiang)目(mu)涉及FGF-1，強調(tiao)其(qi)轉(zhuan)化潛(qian)力(li)。然(ran)而(er)，臨(lin)床應(ying)用仍(reng)面(mian)臨挑(tiao)戰，如免(mian)疫原性(xing)和(he) off-target（脫靶）效應(ying)。未(wei)來研(yan)究(jiu)需(xu)優化遞送(song)系(xi)統(tong)，並(bing)結(jie)合(he)多(duo)組(zu)學(xue)數(shu)據(ju)（如單(dan)細胞測(ce)序(xu)）來(lai)個(ge)性(xing)化(hua)治(zhi)療策略。突(tu)破(po)性(xing)應(ying)用不(bu)僅(jin)限於傳(chuan)統(tong)疾病(bing)，還(hai)擴(kuo)展(zhan)到(dao)器(qi)官(guan)芯(xin)片(pian)和類器(qi)官(guan)模(mo)型(xing)，這(zhe)些(xie)創(chuang)新(xin)模(mo)型(xing)被國(guo)自然(ran)列(lie)為(wei)前沿(yan)熱(re)點(dian)，有望加(jia)速(su)FGF-1從實驗室到(dao)床邊的(de)轉化(hua)。

FGF-1如何(he)介入(ru)衰(shuai)老(lao)和相(xiang)關疾病(bing)，並(bing)成為(wei)抗衰老(lao)策略的(de)核心(xin)？

衰(shuai)老(lao)是全(quan)球健(jian)康(kang)挑(tiao)戰，FGF-1在(zai)延緩(huan)衰老(lao)和幹(gan)預年齡相關疾病(bing)中的(de)作用是(shi)國(guo)自然(ran)的(de)新興(xing)熱(re)點(dian)。FGF-1通(tong)過調(tiao)控氧(yang)化應(ying)激、線粒(li)體功能(neng)和端粒(li)維持，影響(xiang)細(xi)胞(bao)衰老(lao)進(jin)程。例(li)如，在(zai)老(lao)年動(dong)物模(mo)型(xing)中，FGF-1處理(li)可增強肌肉(rou)再(zai)生和認(ren)知(zhi)功(gong)能(neng)，減少骨(gu)質(zhi)疏松。國(guo)自然(ran)項目(mu)聚焦(jiao)於FGF-1與(yu)長(chang)壽蛋(dan)白(bai)和(he)mTOR通(tong)路(lu)的(de)互動(dong)，揭示其(qi)如何(he)平(ping)衡(heng)自噬(shi)和(he)炎癥(zheng)反應(ying)。在(zai)神(shen)經退行(xing)性(xing)疾病(bing)中，FGF-1通(tong)過血(xue)腦(nao)屏(ping)障的(de)穿越策略（如納米顆(ke)粒(li)包裹(guo)）來(lai)改善阿(e)爾(er)茨(ci)海(hai)默(mo)病(bing)的(de)病理(li)變(bian)化，如Aβ沈(chen)積(ji)和tau蛋白(bai)過度(du)磷酸(suan)化。此外，FGF-1在(zai)心(xin)血(xue)管衰(shuai)老(lao)中的(de)作用也(ye)被廣(guang)泛研究(jiu)：它(ta)改善血(xue)管彈(dan)性(xing)和(he)心(xin)臟(zang)功能(neng)，減少動脈粥(zhou)樣(yang)硬化(hua)風險。大(da)數據(ju)分析顯示，國(guo)自然(ran)近年(nian)來資(zi)助的(de)衰老(lao)相關項目(mu)中，FGF-1相關研究(jiu)年(nian)均(jun)增長(chang)20%，反映其(qi)戰略重(zhong)要性(xing)。挑(tiao)戰在(zai)於衰老(lao)的(de)復雜(za)性(xing)：FGF-1可能(neng)在(zai)某些(xie) 情(qing)境下(xia)促進(jin)腫瘤生長(chang)，因此需(xu)精(jing)準(zhun)調(tiao)控其(qi)表達(da)和(he)活性(xing)。未(wei)來方(fang)向包括開發FGF-1變(bian)體（具有增(zeng)強(qiang)穩定性(xing)和(he)特(te)異性(xing)）以(yi)及結(jie)合(he)AI預(yu)測(ce)其(qi)長(chang)期安(an)全(quan)性(xing)。抗衰老(lao)策略不(bu)僅(jin)關註治(zhi)療(liao)，還(hai)涉(she)及(ji)預防，FGF-1作為(wei)生(sheng)物標(biao)誌(zhi)物的(de)探(tan)索(suo)也(ye)是國(guo)自然(ran)熱(re)點(dian)，例如通(tong)過血(xue)液檢測(ce)FGF-1水平(ping)來(lai)評估(gu)衰老(lao)速率(lv)和疾病(bing)風險。

FGF-1研究的(de)創新(xin)技術(shu)和方(fang)法有(you)哪些(xie)？國(guo)自然(ran)如何(he)推(tui)動這(zhe)些發(fa)展(zhan)？

技術(shu)創新是(shi)FGF-1研究(jiu)的(de)驅動(dong)力(li)，國(guo)自然(ran)通(tong)過資(zi)助跨學(xue)科(ke)項(xiang)目(mu)推(tui)動方(fang)法學(xue)突(tu)破(po)。分(fen)子動(dong)力(li)學(xue)模(mo)擬和(he)CRISPR-Cas9基因編(bian)輯技術(shu)允許(xu)科學(xue)家(jia)解析(xi)FGF-1與(yu)受體的(de)結合(he)動(dong)力(li)學(xue)，並(bing)創(chuang)建(jian)疾病(bing)特(te)異性(xing)模(mo)型(xing)（如FGF-1敲(qiao)除(chu)鼠）。國(guo)自然(ran)項目(mu)（如項(xiang)目(mu)號82150001）支(zhi)持這(zhe)些基礎工具(ju)開發，從而(er)揭示FGF-1的(de)突(tu)變效(xiao)應(ying)和信(xin)號網(wang)絡(luo)。在(zai)遞送(song)系(xi)統(tong)方(fang)面(mian)，納米技術(shu)（如脂(zhi)質(zhi)體和外泌體）被用於增強(qiang)FGF-1的(de)靶向性(xing)和(he)穩定性(xing)，減少全身毒(du)性(xing)。例(li)如，國(guo)自然(ran)資(zi)助的(de)研究(jiu)利用磁(ci)性(xing)納米顆(ke)粒(li)引(yin)導FGF-1到(dao)缺血組織(zhi)，提高(gao)治(zhi)療精(jing)度(du)。此外，多(duo)組(zu)學(xue)整(zheng)合(he)（如轉(zhuan)錄(lu)組、蛋白(bai)組(zu)和(he)代(dai)謝(xie)組(zu)）結(jie)合(he)AI分(fen)析(xi)，使FGF-1研究(jiu)進(jin)入(ru)大(da)數據(ju)時代(dai)：機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)算(suan)法(fa)預(yu)測(ce)FGF-1在(zai)復雜(za)疾病(bing)中的(de)網絡(luo)作用，並(bing)優化藥物(wu)設(she)計。國(guo)自然(ran)年度(du)報告(gao)指出(chu)，2023年(nian)約有10%的(de)生物(wu)醫(yi)學(xue)項(xiang)目(mu)涉及AI和生長(chang)因子研(yan)究(jiu)，強(qiang)調(tiao)其(qi)交(jiao)叉性(xing)。臨(lin)床(chuang)前成(cheng)像(xiang)技術(shu)（如PET和(he)MRI）也(ye)被用於實時監(jian)測(ce)FGF-1的(de)體內(nei)分布(bu)，這些(xie)方(fang)法獲(huo)國(guo)自然(ran)重(zhong)點(dian)資(zi)助。挑(tiao)戰在(zai)於技術(shu)標準化(hua)和倫理(li)問(wen)題，但(dan)國(guo)自然(ran)的(de)支(zhi)持促(cu)進(jin)了國(guo)際合(he)作(zuo)和(he)資(zi)源(yuan)共享。未(wei)來，類器(qi)官(guan)和(he)器(qi)官(guan)芯(xin)片(pian)上的(de)器(qi)官(guan)模(mo)型(xing)將(jiang)提供(gong)更(geng)人(ren)性(xing)化(hua)平(ping)臺(tai)，減少動物(wu)實驗，加(jia)速(su)FGF-1療(liao)法的(de)臨床(chuang)轉化。

未(wei)來展(zhan)望與(yu)國(guo)自然(ran)戰略方(fang)向

FGF-1研(yan)究正(zheng)處於快速(su)發(fa)展期，其(qi)多(duo)面(mian)性(xing)功(gong)能(neng)和治療(liao)潛(qian)力(li)使(shi)其(qi)持續成(cheng)為(wei)國(guo)自然(ran)熱(re)點(dian)。未(wei)來方(fang)向包括：壹是(shi)深化機制研究(jiu)，結(jie)合(he)單(dan)細胞技術(shu)和表觀(guan)遺(yi)傳(chuan)學(xue)，解(jie)析(xi)FGF-1在(zai)疾病(bing)異質(zhi)性(xing)中的(de)角色；二(er)是(shi)推(tui)動轉(zhuan)化應(ying)用，開發新(xin)型(xing)FGF-1類似(si)物(wu)和遞送(song)系(xi)統(tong)，用於臨床(chuang)試驗；三是拓展(zhan)跨學(xue)科(ke)合(he)作(zuo)，整(zheng)合(he)工程、計(ji)算(suan)和臨(lin)床醫(yi)學(xue)，解(jie)決(jue)穩定性(xing)、靶向性(xing)和(he)安(an)全(quan)性(xing)挑(tiao)戰。國(guo)自然(ran)戰略將(jiang)優先支(zhi)持這(zhe)些領域(yu)，特(te)別是在(zai)精準(zhun)醫(yi)療(liao)和(he)健(jian)康(kang)中國(guo)背景(jing)下(xia)，FGF-1有(you)望成為(wei)代(dai)謝(xie)性(xing)疾病(bing)、組(zu)織(zhi)修(xiu)復(fu)和(he)抗衰老(lao)治療(liao)的(de)核心(xin)靶點(dian)。然(ran)而(er)，研(yan)究人(ren)員(yuan)需應(ying)對倫理(li)和(he)社會(hui)問(wen)題，如基因治療(liao)的(de)長(chang)期影響(xiang)和(he)可及性(xing)。總(zong)之，通(tong)過國(guo)自然(ran)的(de)持續資(zi)助和創新驅(qu)動，FGF-1研(yan)究(jiu)將(jiang)為(wei)人(ren)類健(jian)康(kang)帶來突(tu)破(po)性(xing)貢(gong)獻(xian)，體現了基礎科學(xue)與(yu)臨床(chuang)需(xu)求(qiu)的(de)深度(du)融合(he)。

結(jie)語(yu)

成纖(xian)維細胞生長(chang)因子-1的(de)研究(jiu)不僅豐富(fu)了(le)我們對細(xi)胞(bao)信號和(he)疾病(bing)機(ji)制的(de)理(li)解(jie)，還(hai)開辟了新的(de)治療(liao)範(fan)式(shi)。通(tong)過國(guo)自然(ran)的(de)熱(re)點(dian)支(zhi)持，科(ke)學(xue)家(jia)們正從分子、細(xi)胞(bao)到(dao)整(zheng)體水平(ping)探(tan)索(suo)FGF-1的(de)奧秘(mi)，推(tui)動其(qi)從實驗室向(xiang)臨(lin)床(chuang)應(ying)用邁(mai)進(jin)。未(wei)來，隨著技術(shu)進(jin)步和(he)跨學(xue)科(ke)融合(he)，FGF-1有(you)望在(zai)精準(zhun)醫(yi)學(xue)時(shi)代(dai)發(fa)揮(hui)更(geng)重(zhong)要作(zuo)用，為(wei)全(quan)球健(jian)康(kang)挑(tiao)戰提供(gong)解決(jue)方(fang)案。研究人(ren)員(yuan)應(ying)抓住(zhu)國(guo)自然(ran)機遇，深化合(he)作(zuo)，以(yi)創新(xin)回應(ying)未(wei)解之謎(mi)。

產品(pin)信息

杭州(zhou)斯達特(te) 誌在(zai)為(wei)全(quan)球生(sheng)命(ming)科(ke)學(xue)行(xing)業提供(gong)優質(zhi)的(de)抗體、蛋白(bai)、試劑(ji)盒(he)等(deng)產品(pin)及研(yan)發服(fu)務。依托多(duo)個(ge)開發平(ping)臺(tai)：重(zhong)組兔(tu)單(dan)抗、重(zhong)組鼠單(dan)抗、快速(su)鼠單(dan)抗、重(zhong)組蛋(dan)白(bai)開發平(ping)臺(tai)（E.coli,CHO,HEK293,InsectCells）,已(yi)正(zheng)式(shi)通(tong)過歐(ou)盟98/79/EC認(ren)證(zheng)、ISO9001認(ren)證(zheng)、ISO13485。

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