成纤维细胞生长因子21 (FGF-21)是FGF基因家族的一员,该家族包含22个主要成员。 根据其结构,它进一步归类为FGF-19亚家族的成员,该亚家族还包括FGF-19和 FGF-23(1-4)。FGF家族成员包含120个氨基酸(aa)核心FGF结构域,该结构域呈现β-三叶 草结构。与其他FGFs不同,FGF-19亚家族成员缺乏一条β-三叶草链,并且与肝素等细胞 外基质分子结合不良(3)。因此,它们比其他FGFs更具扩散性,被认为是内分泌而非旁分 泌(1-4)。所有三个亚家族成员影响新陈代谢的某些方面,由包括RXR(视黄醇类X受体)的 核受体异二聚体诱导,并通过klotho家族的共受体间接结合FGF受体(FGF R)(5-9)。 FGF-21通过其C端序列与Klotho β结合。这种结合以及N末端的氨基酸是通过FGF R信号 传导所必需的(7,8)。FGF-21对FGF R1亚型1c具有选择性,使用亚型2c或3c的报道各不 相同(10-12)。klotho和FGF R家族成员的存在决定了FGF-19亚家族成员的组织特异性, 因此FGF-21活性集中在脂肪组织内(3,9 -11)。 FGF-21是由肝细胞在游离脂肪酸(FFA)刺激PPARα/RXR二聚体复合物后产生(4,13 -15)。这种情况发生在饥饿、糖尿病酮症或摄入高脂肪/低碳水化合物或生酮饮食之后(5,14 -16)。在FGF-21分泌后,白色脂肪组织被诱导从甘油三酯储存中释放FFAs。一旦游离脂 肪酸到达肝细胞,它们就被氧化并还原为乙酰辅酶A(16)。乙酰辅酶A重组成4-碳酮体(乙 酰乙酸和β-羟丁酸酯),释放并运输到外周组织以产生能量(5,15,16)。 在人或小鼠成纤维细胞分化为脂肪细胞时也可诱导产生FGF-21(17,18)。在脂肪组织 中,它通过与PPARγ协同作用的信号传导来诱导葡萄糖摄取,从而增加葡萄糖转运蛋白 GLUT1的产生(10,12,19)。小鼠FGF-21的产生遵循昼夜节律模式(20)。在小鼠中,它通过 血脑屏障扩散,这可能促进对增加的FGF-21作出反应,诱导一种麻木状态或活动减少 (16,21)。这些特征似乎在冬季禁食和短暂白昼期间诱导一种类似冬眠的状态(22)。在饮食 诱导的肥胖小鼠和糖尿病小鼠模型(如db/db和ob/ob)中,FGF-21的给予或转基因过表达 可将循环葡萄糖和甘油三酯值恢复至接近正常水平,并增加胰岛素敏感性(5,6,14,23,24)。 在其中一些状态以及人类肥胖和2型糖尿病患者中,FGF-21在治疗前已经升高,这表明可 能对FGF-21产生耐药性(17,25,26)。虽然FGF-21可纠正小鼠的肥胖,但目前尚不清楚是 否在人类中看到同样的益处(2,3,17,26 -28)。 |