成纤维细胞生长因子(FGF)调节人体发育的过程,以旁分泌或内分泌的方式调控血管形成,损伤修复,胚胎发育和代谢调控等一系列重要生理病理过程.FGF用于烧伤创面及慢性溃疡创面治疗已经有新药上市应用.最近发现的以内分泌方式调控胆汁酸,葡萄糖和磷酸盐平衡的FGF19亚家族将拓展FGF家族的新功能.综述FGF在创伤修复,糖尿病,低磷血症等疾病治疗中的应用,以及FGF受体抑制剂作为抗肿瘤药物的研究进展,探讨FGF在中国的基础与应用研究进展.

课题组前期对乳腺癌患者新辅助化疗前后的肿瘤标本进行研究，首次通过高通量筛选的膜蛋白（CD10和GPR77）鉴定了一种在肿瘤微环境富集的成纤维细胞亚群5。这群CD10+GPR77+ CAFs能够维持肿瘤干细胞的特性，引起肿瘤化疗耐受。更重要的是，靶向GPR77显著减少了这群CAFs和肿瘤干细胞的数量，提高了肿瘤化疗的敏感性，提示靶向CAFs具有良好的治疗价值。 为了帮助CAFs的功能意义和分子机制被基础研究和新药研发者们进一步认识和更全面地了解，本文对CAFs的生物学特征、细胞起源、表型可塑性和功能异质性进行了系统的总结，深入阐述了CAFs与肿瘤细胞和其他间质细胞之间的相互作用，并以何种角色参与肿瘤发生、发展、转移和耐药等过程，重点讨论了如何靶向或利用这些细胞进行癌症的治疗，以及CAFs靶向疗法引入临床存在的问题和挑战。

《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0

CD10+GPR77+成纤维细胞亚群通过IL-6，IL-8维持肿瘤干细胞干性，从而导致肿瘤化疗耐药。IL-6，IL-8的分泌由持续激活的NF-kB信号调控。有趣的是，在这群细胞中NF-kB的持续激活不依赖IkB的降解。进一步研究发现，肿瘤微环境中的C5a作用于其受体GPR77，使下游RSK-1磷酸化，进而介导了非IKK依赖的p65 Ser536磷酸化。而该位点的磷酸化是p300介导的p65 lys310乙酰化的基础。p65乙酰化导致p65持续滞留在细胞核内，导致了NF-kB信号的持续激活。该研究首次阐述了补体分子对炎症转录因子转录后修饰的调控作用。

已有样品/n生长因子和干细胞的缺乏是造成皮肤衰老的重要原因。生长因子对皮肤屏障的重建、干细胞对皮肤微循环的重建，是使皮肤年轻的的重要手段。直接将干细胞运用于工业化妆品中，由于成本高昂难以大规模应用。通过常规细胞培养，干细胞增殖后却丧失了自身性状。运用胡康洪博士发明的国际先进的独特三维灌流式培养技术，使干细胞体外增殖而不改变其性状，破碎细胞，采用一系列高效的抽提方法，获得具有抗衰老活性的干细胞抽提原液，其中含有肝细胞样生长因子（HGF）、前胶原蛋白等抗衰老因子，作为原料用于工业化妆品。通过双方合作，将

生长因子是对于促进细胞增殖、组织或器官的修复和再生具有重要功能的蛋白类物 质，在组织工程中具有重要意义。如何在身体环境下保持且尽可能延长生长因子的生物 活性，是生长因子能够真正在临床发挥作用的关键所在。在临床应用中，生长因子可通 过载体基质直接释放到组织再生部位，这要求载体的生物相容性好，能控制生长因子在 组织缺损部位的缓释释放，促进新组织的生成。 静电纺丝是聚合物溶液或熔体在高压电场下喷射形成纳米纤维的过程。其工艺简单， 纤维细度小，是制备具有表面活性的组织工程支架的理想方法。但由于生长因子在环境 中容易失活，因此这类方法有一定的局限性。 本发明提供的包裹药物或生长因子纳米纤维的制备方法，由生物可降解聚合物材料 与药物或生长因子复合，采用静电纺丝技术将药物包裹在纳米纤维内，通过控制聚合物 降解性，控制药物释放浓度，避免药物变性，生长因子失活。可有效提高药物或生长因 子的利用率。 

目前该产品已应用于腹腔术后及周围神经修复手术动物实验中，效果良好。 本项目利用已有自主知识产权-分子定向进化 的高效表皮生长因子（ eEGF）为功能基因表达序 列，采用上游调控序列改造和多拷贝策略构建叶绿 体表达载体，转化和筛选优良的塔胞藻，作为海洋 生物反应器。在集成高效表达技术、代谢工程调 控、蛋白质分离和纯化四级技术平台基础上，实现 重组eEGF的高效表达和生产。进而结合全新的海绵 状胶体成膜技术，将含有eEGF充分吸附到海绵状胶 体膜囊腔中，起到抗挥发、控释缓释的强效作用， 其整合了新颖的精准皮肤营养和修复和先进的生物 工艺学技术，可大幅度提升企业在新兴产业链上的 辐射产品自主创新能力和国际竞争力。

随着新功能基因的分离,克隆以及各种农作物高效表达技术平台的逐步建立,植物反应器的研究越来越深入.本实验利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)油体系统表达植物油体蛋白-角质细胞生长因子-2(Keratinocyte growth factor-2,KGF-2).首先人工合成植物密码子偏好性的KGF-2基因,并通过PCR技术克隆了拟南芥油体蛋白Oleosin基因,构建由种子特异性启动子驱动的,含有油体蛋白和KGF-2融合基因的植物油体特异表达载体;通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥,采用Basta筛选之后,获得26株转基因拟南芥.

本项目利用转基因家蚕丝腺大规模重组表达具有生物活性人酸性成纤维细胞生长因子基因 (haFGF )及其表达系统和应用。根据家蚕密码子实用偏好性优化并改造haFGF的编码基因，将改造 haFGF基因与分泌型丝胶1基因启动子和分泌型丝胶1基因终止子构成表达框，并用增强子Hr3增强表达,同 时连入piggyBac转座臂和荧光筛选标记基因构建表达系统，该表达系统可实现在家蚕丝腺中高效表达重组 haFGF ,并分泌至蚕丝中。重组haFGF的含量可占蚕丝纤维重量的5%。从50g蚕丝中可以分离纯化获得 lmg具有促进细胞增殖功效的haFGF重组蛋白，纯度为98.5%。本项目表达的haFGF将会在美容化妆和医学 临床等领域具有良好的应用前景。

本发明为一种具有多生长因子次第释放特性的组织工程支架，属于药物剂型改变及制备方法技术领域。本发明中，结合微球缓释系统和支架的特点，采用复乳法分别制备BMP-2、VEGF和bFGF等生长因子的PLLA/PEG缓释微球，再利用超临界二氧化碳发泡技术将微球载入PLGA多孔支架中，构建具有可控次第释放特性的组织工程支架。本方法药物活性保持度高，有机溶剂残留量低，操作简单。所制备微球粒度分布窄，具有良好的缓释效果。复合支架孔径分布在150~300μm，连通性好，孔隙率为76.84%，抗压强度为5.11MPa，21天累计释放量为60.6%。本发明制备的支架在组织工程修复体中具有应用前景。