生长因子-10（FGF-10）是FGF-7亚家族的核心旁分泌信号分子，通过与上皮限制性受体FGFR2b/FGFR1b结合，驱动动物体内的组织发育、干细胞稳态及损伤后上皮再生。利用DNA重组技术表达的FGF-10（Recombinant Human FGF-10/KGF-2，AbMole，M10353）已成为类器官及干细胞培养、细胞和动物实验的关键生物活性分子。

一、FGF-10（KGF-2）的作用机理

FGF-10（成纤维细胞生长因子-10，AbMole，M10353）主要通过与其受体FGFR2b结合发挥生物学效应。FGFR2b是受体酪氨酸激酶家族成员 FGFR2 的一种同源异构体，在细胞膜上表达。其外细胞域包含三个免疫球蛋白样亚单位（D1、D2 和 D3），是 FGF的结合位点。D1和D2主要负责与FGF配体的初始结合，D3则通过与肝素样糖胺聚糖相互作用，增强 FGF 配体与受体的结合亲和力。当FGF-10与FGFR2b结合后，会引发受体的二聚化，进而激活细胞内酪氨酸激酶结构域，使受体发生自磷酸化，触发一系列下游信号通路的激活，如MAPK/ERK、PI3K/AKT等，这些信号通路在调控细胞的增殖、分化、迁移和存活等方面发挥着关键作用^[1]。

图 1. FGF10的作用机理^[1]

二、FGF-10（重组成纤维细胞生长因子-10）的科研应用

1. FGF-10（KGF-2）用于类器官和干细胞的培养综述

类器官作为模拟体内器官结构与功能的三维培养模型，它的形成高度依赖细胞外信号分子的调控，而 FGF-10（成纤维细胞生长因子-10，AbMole，M10353）凭借其对细胞增殖、分化及形态发生的特异性调控能力，成为多种类器官培养体系中的关键因子。例如，FGF-10是肺类器官培养基中的重要组分之一。有文献报导，在非粘附条件下，FGF-10的信号传导促进肺上皮干细胞/祖细胞 （LSPC） 形成肺球。微结构和免疫组织化学分析表明，FGF-10处理的LSPC 产生更多分化的肺细胞后代；而在3D细胞外基质中，FGF10 和FGF2（bFGF）、FGF7（KGF-7）、FGF9 的联合使用可有效促进肺类器官的形成。

进一步研究发现FGF 在促进不同的肺上皮细胞类型方面表现出差异，其中FGF9负责诱导近端气道细胞的分化，包括纤毛细胞和基底细胞。FGF7和FGF10则与远端肺谱系的分化密切相关^[2]。FGF-10还可用于胃类器官的培养，FGF10 （100 ng/ml）、Gastrin I（10 nM）、EGF（50 ng/mL）、R-spondin1 、Noggin的组合是胃类器官培养的经典方案^[3]。此外，在肠类器官培养中，FGF-10与Wnt3a、Noggin的组合使用，可显著提高肠隐窝-绒毛结构的形成效率^[4]。

图 2. FGF促进肺类器官的形成、增殖和分化^[2]

干细胞的体外培养同样需要细胞因子以维持其增殖与分化的平衡，FGF-10 （成纤维细胞生长因子-10，AbMole，M10353） 通过与受体结合及其下游信号通路的激活，在多种干细胞类型的培养中展现出独特的调控功能。在间充质干细胞（Mesenchymal stem cell，MSCs）培养中，FGF-10 可显著增进细胞的增殖速率，同时抑制其自发分化。体外实验表明，添加 FGF-10 的 MSCs 在连续传代过程中能更好地维持干细胞标志物（如 CD44、CD90）的表达，且核型稳定性更高。

机制上，FGF-10通过激活 MAPK/ERK 信号通路促进 Cyclin D1 的表达，加速细胞周期进程，同时通过下调Runx2等成骨分化相关的转录因子，维持 MSCs 的未分化状态。这一特性使 FGF-10 成为 MSCs 大规模扩增培养中的重要添加因子，为干细胞的基础研究与应用提供了充足的细胞来源^[5]。FGF（KGF-2）在低浓度（如10 ng/mL）的情况下，可促进干细胞的增殖和参与干性维持^[6]。而在较高的浓度下（如100 ng/ml），则可以诱导细胞的分化。例如FGF-10（100 ng/ml）以时间和浓度依赖性方式诱导小鼠iPS细胞分化为心肌细胞谱系^[7]。

图 3. FGF-10 增强心肌细胞分化^[7]

2. FGF-10在动物实验中的应用

FGF-10（KGF-2，AbMole，M10353） 在动物模型的研究中也有着广泛的应用。例如在博来霉素（Bleomycin，2μg/g）诱导的小鼠肺纤维化模型中，C57BL/6小鼠在造模后的第0、7、14、21天气管内滴注FGF-10（0.05 μg/g），可显著减少肺泡2型细胞（AT2）的损伤，并促进肺泡祖细胞（IAAP）的增殖^[8]。在BPD-PH（支气管肺发育不良相关的肺高压）小鼠模型中，给予FGF-10可有助于肺组织再生^[9]。

此外，含有FGF-10的脂质体（50 μg/mL）在C57BL/6雄性小鼠脱发模型中可以激活毛囊干细胞，结果显示18天后毛发长度与密度均优于空白脂质体组，组织学显示毛囊处于生长期Ⅲ-Ⅳ^[10]。FGF-10（重组KGF-2）在坐骨神经损伤（SNI）的大鼠模型中，鞘内注射可剂量依赖性缓解痛觉过敏，并抑制脊髓背角小胶质细胞的活化。其机制可能与抑制NFκB磷酸化及PPARγ通路激活有关^[11]。

图 4. FGF10促进肺泡上皮祖细胞增殖和肺泡修复^[8]

参考文献及鸣谢

[1] Nobuyuki Itoh, FGF10: A multifunctional mesenchymal–epithelial signaling growth factor in development, health, and disease, Cytokine & Growth Factor Reviews 28 (2016) 63-69.

[2] A. Rabata, R. Fedr, K. Soucek, et al., 3D Cell Culture Models Demonstrate a Role for FGF and WNT Signaling in Regulation of Lung Epithelial Cell Fate and Morphogenesis, Frontiers in cell and developmental biology 8 (2020) 574.

[3] S. Bartfeld, H. Clevers, Organoids as Model for Infectious Diseases: Culture of Human and Murine Stomach Organoids and Microinjection of Helicobacter Pylori, Journal of visualized experiments : JoVE (105) (2015).

[4] M. L. M. Jones, G. Sarila, B. O'Sullivan, et al., A Novel Use of Embryonic Gut Organoid Culture to Investigate Duodenal Atresia, Journal of pediatric surgery 59(10) (2024) 161611.

[5] L. Tong, J. Zhou, L. Rong, et al., Fibroblast Growth Factor-10 (FGF-10) Mobilizes Lung-resident Mesenchymal Stem Cells and Protects Against Acute Lung Injury, Scientific reports 6 (2016) 21642.

[6] P. Salehinejad, N. B. Alitheen, A. Mandegary, et al., Effect of EGF and FGF on the expansion properties of human umbilical cord mesenchymal cells, In vitro cellular & developmental biology. Animal 49(7) (2013) 515-23.

[7] S. S. Chan, H. J. Li, Y. C. Hsueh, et al., Fibroblast growth factor-10 promotes cardiomyocyte differentiation from embryonic and induced pluripotent stem cells, PloS one 5(12) (2010) e14414.

[8] Y. Q. Lv, G. F. Cai, P. P. Zeng, et al., FGF10 Therapeutic Administration Promotes Mobilization of Injury-Activated Alveolar Progenitors in a Mouse Fibrosis Model, Cells 11(15) (2022).

[9] C. M. Chao, L. Chong, X. Chu, et al., Targeting Bronchopulmonary Dysplasia-Associated Pulmonary Hypertension (BPD-PH): Potential Role of the FGF Signaling Pathway in the Development of the Pulmonary Vascular System, Cells 9(8) (2020).

[10] W. H. Lin, L. J. Xiang, H. X. Shi, et al., Fibroblast growth factors stimulate hair growth through β-catenin and Shh expression in C57BL/6 mice, BioMed research international 2015 (2015) 730139.

[11] J. Bian, B. Zhang, Y. Zhang, et al., FGF 10 Inhibited Spinal Microglial Activation in Neuropathic Pain via PPAR-γ/NF-κB Signaling, Neuroscience 500 (2022) 52-62.