01 概要
塩基性線維芽細胞増殖因子（bFGF）は、線維芽細胞増殖因子-2（FGF-2）とも呼ばれ、少なくとも22種類の構造的に関連するタンパク質を含むFGFファミリーのメンバーです。FGFファミリーのメンバーは、広範な細胞分裂促進作用と細胞生存活性を示し、胚発生、細胞増殖、形態形成、組織修復、腫瘍の増殖、浸潤において重要な役割を果たします。
FGF-2は、細胞表面のヘパラン硫酸プロテオグリカン（HSPG）に結合し、糖鎖を持たないヘパリン結合性成長因子です。脳、下垂体、腎臓、網膜、骨、精巣、副腎、肝臓、単球、上皮細胞、内皮細胞など、幅広い組織で発現しています。
02 bFGFの構造
基本的な特徴
- タンパク質の種類：単鎖ポリペプチド；FGFファミリー（FGF-2）
- アミノ酸配列： 155残基（ヒト由来）、約17～18 kDa
- ジスルフィド結合：構造安定性に重要な3つの保存されたジスルフィド架橋（Cys78–Cys96、Cys33–Cys101、Cys68–Cys129）を含む
3D構造
- コア構造：主にβシート構造
- ヘパリン結合ドメイン：正電荷残基（例：Arg、Lys）を豊富に含み、ヘパリン/HSPGへの結合を促進し、タンパク質を安定化させ、受容体の活性化を促進します。主要なヘパリン結合部位：Lys128、Arg129、Lys135など。
- FGFR結合部位： N末端（β1–β2ループ）およびC末端（β10–β12ループ）領域に位置し、ヘパリンは機能的なbFGF–FGFR–HSPG三元複合体を形成する共受容体として働く。
図1. bFGFタンパク質の構造（出典：Wikipedia）
03 bFGFの生物学的機能
1. 細胞増殖を促進する（例：幹細胞、線維芽細胞）
- MAPK/ERKを活性化 → サイクリンD1/CDK4/6をアップレギュレーション → G1/S期転移を促進
- PI3K/AKTを活性化 → アポトーシスを阻害（例：BAXを減少、BCL-2を増加）
2. 幹細胞（ES細胞/iPS細胞など）の多能性を維持する
ERK経路を介してNanog/OCT4/SOX2と相乗作用 → 分化を阻害し、未分化状態を維持
3. 分化を誘導する（例：神経分化、骨分化、血管分化）
BMP、WNT、VEGFと連携して、系統特異的な遺伝子発現（例：骨形成の場合はRUNX2、神経発生の場合はPAX6）を制御する
4. 血管新生を促進する
- 内皮細胞の移動と増殖を促進する（VEGFとの相乗効果）
- 細胞外マトリックスのリモデリングのためのMMPをアップレギュレーションする
04 作用機序
bFGF は、受容体 (FGFR) に結合し、下流のシグナル伝達経路を活性化することで、細胞の増殖、分化、移動、生存を制御します。
1. FGFRへの結合
bFGFは、受容体型チロシンキナーゼ（RTK）である線維芽細胞増殖因子受容体（FGFR1～4）に結合します。FGFRサブタイプの発現は細胞の種類によって異なります。
2. HSPGの役割
ヘパラン硫酸プロテオグリカンはbFGFを安定化し、FGFRの二量体形成を促進します。HSPGは分解を防ぎ、bFGFとFGFRの親和性を高めます。
3. 受容体の二量体化と活性化
リガンド結合により、FGFR の二量体化とチロシン残基の自己リン酸化が誘導され、アダプタータンパク質 (FRS2、PLCγ など) がリクルートされ、下流経路が活性化されます。
4. 下流シグナル伝達経路
主要なシグナル伝達経路は次のとおりです。
図2. bFGFシグナル伝達経路
05 幹細胞研究への応用
1. ES細胞/iPSC多能性の維持
幹細胞療法において、bFGF は ES 細胞 / iPS 細胞の未分化状態を維持するための重要な要素であり、TGF-β / Nodal シグナル伝達と組み合わせて使用されることがよくあります。bFGF は、MAPK / ERK および PI3K / AKT 経路を活性化することで幹細胞の増殖を促進し、自発的な分化を阻害します。
- 培養培地では4～20 ng/mLでよく使用される
- 37℃では不安定なので毎日補給が必要
2. MSCの増殖を促進する
- 増殖を促進し、老化を遅らせる
- 骨髄、脂肪組織、臍帯由来のMSCの多能性を維持する
3. 指向性分化を誘導する
- 神経系：神経幹細胞の増殖を刺激し、IGFおよびPDGFと連携して神経再生をサポートする可能性がある
- 骨形成/軟骨形成：初期段階のbFGFは骨形成を促進し（BMP-2とともに）、軟骨工学において軟骨細胞の増殖を促進する。
- 血管/内皮： VEGFとともに、再生血管療法のための内皮分化を誘導する
4. 3D培養とオルガノイドモデル
オルガノイドシステム（脳、腸、肝臓など）の中心的な成長因子として機能し、増殖と構造形成を促進します。
5. 中程度の最適化
- 無血清培地：無血清/低血清システムの主要添加剤
- クローン効率：アポトーシスを減らすことで単一細胞クローン形成を促進
注記
- 安定性: 37℃で急速に劣化します。1～2日ごとに補充してください。
- 濃度:細胞の種類によって異なるが、通常は4～100 ng/mL
06 イェーセンのGMPグレード組換えヒトFGF2/bFGF
Yeasenは、幹細胞療法に不可欠な原料であるGMPグレードの組み換えヒトbFGFタンパク質を提供しています。当社のbFGFは、大腸菌で生産され、高い活性と純度を備え、動物由来成分を含まず、GMP原則に準拠しています。
製品品質管理仕様
GMPグレードのサイトカイン品質システム
製品の利点
- 動物由来成分不使用：動物由来成分、動物ウイルス、病原物質、外因性汚染物質を含まず、高いバイオセーフティを確保しています。
- 安定した品質: バッチ間の変動を最小限に抑え、一貫した大規模生産が可能で、再現性のある結果を保証します。
- 規制遵守: 製造設備と施設は関連する規制要件に準拠し、GMP ガイドラインに従って、臨床および産業アプリケーションをサポートします。
- 薬局方に基づく出荷基準：薬局方基準に基づいて製品を出荷し、信頼できる品質を保証します。
製品データ
高純度
図3.ヒトbFGFタンパク質の純度を確認するためのSDS-PAGEおよびHPLC分析： 純度 >95%、汚染タンパク質は検出されません。
高い生体活性
図4. Balb/c 3T3細胞を用いた細胞増殖アッセイ：生物学的活性≥5.0 × 10⁶ IU/mg
07 製品情報
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製品名 |
カタログ番号 |
仕様 |
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91341ES |
10μg / 50μg / 1mg |
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91330ES |
10μg / 50μg / 100μg / 1mg |
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熱安定性組換えヒトbFGF/FGF-2タンパク質 |
91334ES |
10μg / 50μg / 100μg / 1mg |
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組み換えヒトbFGF/FGF-2タンパク質（HEK293） |
91344ES |
2μg / 50μg / 100μg / 1mg |
08 参考文献
[1] Yuanyang T, Yongkang Q, Zhuanggui C, et al. FGF2、喘息および慢性閉塞性肺疾患（COPD）における免疫調節因子。Front . Cell Dev. Biol. 、2020年4月2日、第8巻。