肝细胞生长因子

暴发性肝衰竭患者的血浆中含有一种刺激原代培养中成年大鼠肝细胞生长的因子。戈达等人（1988）从患者血浆中纯化 HGF 并显示它具有多种形式，分子量在 76 和 92 kD 之间。HGF 由 2 条重链和轻链组成，分子量分别为 54 至 65 kD 和 31.5 和 34.5 kD。这些链通过二硫键连接在一起。宫泽等人（1989）和Nakamura 等人（1989）测序编码 HGF 的 cDNA。前原蛋白的推导序列由728个氨基酸残基组成。该序列显示，重链和轻链由相同的 mRNA 编码，并由共同的翻译产物通过蛋白水解加工产生。推断的氨基酸残基数量的差异可能表明 HGF 与肝细胞刺激因子（HSF） 不同，后者与干扰素 β-2（ 147620 ） 相同。

鲁宾等人（1991）研究了一种源自肺成纤维细胞的有丝分裂原，如果它与 HGF 不同，则与之密切相关。他们表明，他们的人肺成纤维细胞衍生的有丝分裂原具有一系列靶标，除了上皮细胞外，还包括内皮细胞和黑素细胞。

Gherardi 和 Stoker（1990）发现 HGF 在结构上与散射因子相似（如果不相同），散射因子是一种显示刺激上皮细胞解离和散射的分子。HGF的序列与纤溶酶原（ 173350 ）的序列具有约35%的同一性，并且HGF的推测切割位点与纤溶酶原的相同。HGF 是一种有效的肝细胞有丝分裂原，也称为肝细胞生成素 A（HBGA）（ Szpirer et al., 1992 ）。

魏德纳等人（1991）提供了结构和功能证据，证明人类散射因子（SF） 和人类 HGF 是由单个基因编码的相同蛋白质。肺成纤维细胞衍生的有丝分裂原也由相同的基因编码。HGF 细胞受体基因，MET 癌基因（ 164860 ），位于 HGF 基因的 7q 上。因此，具有 7 号染色体多体性的细胞可能同时过量产生该因子及其受体，并通过自分泌机制获得侵袭性。7 号染色体拷贝数的增加是在人类恶性神经胶质瘤中观察到的最常见的染色体异常之一（ 137800 ）。

舒尔茨等人（2009）确定 HGF 与其小鼠同源物具有 88% 的同一性。作者指出，HGF 有多种亚型。HGF isoform-1 编码一种被切割成 α 和 β 链的前蛋白。α链由一个发夹环和4个N端三环结构域组成，β链与胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶具有同源性，但没有催化功能。HGF isoform-2 仅编码 2 个 kringle 结构域，HGF isoform-3 和 isoform-4 分别与 1 和 2 相似，不同之处仅在于使用了备用外显子 5b 剪接受体位点。Isoform-5 仅编码 1 个 kringle 结构域并利用外显子 5a 受体位点。舒尔茨等人（2009）鉴定了另外 2 个 HGF 短同种型，包括外显子 1 至 4 和一个从内含子 4 转录的 3 素数非翻译区。

▼ 测绘

福山等人（1991）使用流式分选染色体通过斑点印迹杂交将 HGF 基因分配给 7 号染色体。通过原位杂交，该基因进一步定位于带7q21的着丝粒区域。该位置可以说是 7q21.1。通过原位杂交，Weidner 等人（1991）将该基因定位到 7q11.2-q21。扎内加等人（1992）通过对人类/仓鼠体细胞杂交体的Southern分析将该基因分配给7号染色体。通过体细胞杂合 DNA 的分析，Szpirer 等人（1992）将 HGF 基因分配给人类 7 号染色体和大鼠 4 号染色体。Saccone 等人（1992）使用非同位素原位杂交方法将 HGF 对应到 7q21.1。

▼ 基因功能

基尔比等人（1996）发现肝细胞生长因子及其受体（MET） 的蛋白质和 mRNA 都存在于妊娠晚期胎盘中，这表明 HGF 作为一种旁分泌介质来控制胎盘的发育和生长。

B 细胞在骨髓中由祖细胞发育而来，这些祖细胞被指定为 pre-pro-B 细胞、pro-B 细胞（未选择免疫球蛋白或 Ig 链）、pre-B 细胞（已选择重链但未选择轻链），最后是 B 细胞（表达 Ig 分子的重链和轻链）。pre-pro-B 细胞向 pro-B 细胞的分化需要通过由前-pro -B 细胞生长刺激因子（PPBSF） 介导的IL7 受体（IL7R; 146661 ） 发出信号，该因子由 IL7（ 146660 ） 和 30 -kD 蛋白辅因子。通过氨基酸测序和 RT-PCR 分析，Lai 和 Goldschneider（2001）确定 PPBSF 辅因子是孤立于 HGF 的 60-kD α 链产生的 30-kD β 链 HGF（HGFB）。IL7-HGFB 异二聚体的形成需要硫酸肝素的存在。功能分析表明，IL7 或 HGFB 都可以维持 pre-pro-B 细胞的活力，但只有异二聚体可以刺激它们的增殖和分化为 pro-B 细胞。Lai 和 Goldschneider（2001）得出结论，PPBSF 是一种新形式的细胞因子，一种混合​​细胞因子，由 2 种不相关细胞因子的生物活性成分组成。他们提出，通过其肝素结合和有丝分裂特性，HGFB 使 IL7 能够参与基质细胞表面的同源相互作用，并在低水平的 IL7R 下有效地转导信号。

为了探索肝窦内皮细胞在成人肝脏中的作用，LeCouter 等人（2003）研究了 VEGF 受体（VEGFR1; 165070 ） 激活对小鼠肝细胞生长的影响。VEGFA（ 192240 ） 的递送增加了小鼠的肝脏质量，但在体外没有刺激肝细胞的生长，除非培养物中也存在肝窦内皮细胞。HGF 被确定为促进肝细胞生长的肝窦内皮细胞衍生的旁分泌介质之一。VEGFR1 的选择性激活在体内刺激肝细胞但不刺激内皮细胞增殖，并减少暴露于肝毒素的小鼠的肝损伤。

卡罗洛等人（2003 年）证明，啮齿动物疟疾寄生虫伯氏疟原虫的子孢子迁移对肝细胞造成伤害会诱导 HGF 的分泌，从而使肝细胞易受感染。感染取决于分泌的 HGF对 HGF 受体 MET（ 164860 ） 的激活。疟原虫利用 MET 不是作为主要结合位点，而是作为使宿主细胞易受感染的信号介质。HGF/MET 信号诱导宿主细胞肌节蛋白细胞骨架的重排，这是肝细胞内寄生虫早期发育所必需的。

Kaushansky 和 ​​Kappe（2011）试图确定Carrolo 等人描述的 P. berghei 诱导 HGF 的机制是否（2003）适用于其他疟原虫物种。他们能够用 P. berghei 重现这一发现，但不能用另一种啮齿动物疟疾寄生虫 P. yoelii 或人类寄生虫 P. falciparum 重现。Rodriguez 和 Mota（2011）同意这些发现，但指出不同的啮齿动物模型在理解疟原虫感染的机制和有助于未来抗击疟疾的策略方面仍然有用。

NK4 由 HGF α 链的 N 端发夹结构域和 4 个三环结构域组成，可作为 HGF 拮抗剂和血管生成抑制剂。温等人（2007）发现用人类 NK4 基因疗法反复治疗小鼠可抑制结肠癌的生长和转移。

施特劳斯曼等人（2012）开发了一种共培养系统，系统地检测 23 种基质细胞类型影响 45 种癌细胞系对 35 种抗癌药物的先天耐药性的能力。他们发现基质介导的耐药性很常见，特别是对靶向药物。蛋白质组学分析表明，HGF 的基质细胞分泌导致 HGF 受体 MET 的激活、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK） 和磷脂酰肌醇-3-OH 激酶（PI（3）K）-AKT 信号通路的重新激活，以及立即对 RAF 抑制的抵抗力。免疫组织化学实验证实了 BRAF 患者的基质细胞表达 HGF（ 164757）-突变黑色素瘤，并显示基质细胞的 HGF 表达与对 RAF 抑制剂治疗的先天抗性之间存在显着相关性。RAF 和 HGF 或 MET 的双重抑制导致耐药性的逆转，表明 RAF 加 HGF 或 MET 抑制性联合疗法是 BRAF 突变黑色素瘤的潜在治疗策略。在 BRAF 突变的结肠直肠和胶质母细胞瘤细胞系的一个子集中发现了类似的耐药机制。

威尔逊等人（2012）孤立发现 HGF 在 BRAF 突变黑色素瘤细胞中赋予对 BRAF 抑制剂 PLX4032（vemurafenib） 的抗性，并概括说，在癌细胞中受体酪氨酸激酶（RTK） 转导的信号传导存在广泛冗余，并且潜在的广泛作用广泛表达的 RTK 配体对靶向致癌激酶的药物具有先天性和获得性耐药性。

▼ 分子遗传学

马等人（2009 年）鉴定了一个顺式作用 DNA 元件，位于人类 HGF 启动子转录起始位点上游 750 bp 处，充当转录阻遏物。启动子元件由 30 个脱氧腺苷（30As） 的单核苷酸重复组成，作者将其称为“脱氧腺苷束元件”（DATE）。人类乳腺癌扫描（ 114480） 过表达 HGF 的细胞在 HGF 基因的 DATE 区域内鉴定出体细胞截短突变，这些突变调节染色质结构和 DNA-蛋白质相互作用，导致 HGF 启动子的组成型激活。在 51% 的非洲裔美国人和 15% 的混合欧洲血统个体的乳腺癌肿瘤中发现了具有 25 个或更少脱氧腺苷的截断 DATE 变体。值得注意的是，具有截断 DATE 变体的乳腺癌患者比具有野生型基因型的患者年轻得多。截断的 DATE 也发生在正常个体中，表明它是多态的并且可能是疾病易感性的修饰物。

常染色体隐性耳聋 39

在巴基斯坦和印度家庭中，常染色体隐性遗传重度语前耳聋对应到染色体 7q11.22-q21.12（DFNB39; 608265 ），Schultz 等人（2009）确定了 HGF 基因中的 3 个突变：外显子 5（ 142409.0001 ） 中的同义替换和内含子 4 中的 3-bp 和 10-bp 缺失（分别为142409.0002和142409.0003）。同义替换显示影响体外剪接，并且 2 个缺失发生在高度保守的序列中，该序列是先前未描述的 HGF 短同种型的 3 素非翻译区的一部分。

▼ 动物模型

施密特等人（1995）和上原等人（1995）对小鼠的 HGF 基因进行了靶向破坏，发现缺乏该基因产物的小鼠不能完全发育并在子宫内死亡。该突变影响胚胎肝脏，胚胎肝脏体积缩小，实质细胞大量丢失。此外，胎盘，特别是滋养层细胞的发育受损。HGF/SF 被认为在小鼠发育过程中介导间充质和上皮细胞之间的信号交换。HGF 基因及其受体基因，MET 原癌基因（ 164860 ） 的产物），在胚胎发育和成人的许多组织中都有表达。这些研究的结果表明，HGF/SF 是胎盘器官发生所需的尿囊间充质-滋养细胞上皮相互作用的重要介质。

迈纳等人（1996）报道 HGF 和 MET 是胎盘、肝脏和肌肉发育的决定因素。他们证明，体内的 Met 功能需要通过 2 个 C 末端酪氨酸发出信号。为此，他们使用Hanks 等人描述的“敲入”方法将点突变引入小鼠 Met 受体（Y（1349）VHVNATY（1356）VNV） 的多功能对接位点（1995 年）。C 末端尾部中的这 2 个磷酸酪氨酸充当含有 SH2 的效应器的多功能对接位点。迈纳等人（1996）证明小鼠基因组中这两个残基的突变导致胚胎死亡并伴有胎盘肝脏和四肢肌肉缺陷，模仿 Met-null 突变体的表型。他们注意到 Y（1356）VNV 基序特别结合 Grb2（ 108355 ） 并将受体与 Ras 连接起来（见190020）。他们破坏了 Grb2 结合的共有序列，并报告说发育持续到足月而不影响胎盘和肝脏，但导致四肢肌肉显着减少，并伴有次级纤维的普遍缺乏。迈纳等人（1996）得出结论，这些数据显示了 MET 信号传导的组织特异性差异，并揭示了 HGF 在晚期肌生成中的新作用。

鼠黑色素细胞通常局限于毛囊。金属硫蛋白基因启动子迫使 Hgf/Sf 过表达的转基因小鼠的皮肤在真皮、表皮和真皮-外胚层连接处具有黑色素细胞，因此更类似于人类皮肤。努南等人（2001）对白化病 Hgf/Sf 转基因小鼠和野生型同窝仔鼠在 3.5 日龄、6 周龄或同时接受红斑紫外线照射。在相对较短的潜伏期和高累积发生率后，单次新生儿剂量（比先前给予成年小鼠的总紫外线剂量低 30 倍）足以在 Hgf/Sf 转基因小鼠中诱导黑色素瘤。这个新生儿剂量大致相当于仲夏中纬度地区自然阳光的晒伤剂量。转基因小鼠在 3.5 天和 6 周的紫外线照射后的黑色素瘤发展与仅在 3.5 天的单次照射后所见的没有区别，而在 6 周的类似剂量没有致瘤性。然而，第二次暴露于紫外线会增加黑色素细胞病变的多样性以及非黑色素细胞肿瘤的发病率，包括鳞状细胞癌和肉瘤。在实验过程中，在非转基因或未经治疗的转基因小鼠中均未发现黑色素瘤。

Powell 等人使用原位杂交和免疫印迹法（2001）检测到 Hgf 和 Met 在发育中的小鼠前脑的脑壁和神经节隆起中的表达。Powell 等人使用条件培养基和前脑外植体进行散射测定（2001）得出结论，前脑表现出可归因于 Hgf 的区域特异性运动活动。鲍威尔等人（2001）假设 HGF 是引导中间神经元从神经节隆起迁移到大脑皮层的关键分子成分。

金等人（2004）发现兔视网膜色素上皮（RPE） 中 HGF 的过表达会导致慢性浆液性视网膜脱离和 RPE 的视网膜下增殖。

Mazzone 等人使用慢病毒载体技术将不可切割的 Hgf 传递给小鼠（2004）发现不可切割的 Hgf 抑制蛋白酶介导的 pro-Hgf 转化和活性 Hgf 诱导的 Met 受体激活；肿瘤中不可切割的 Hgf 的局部表达抑制了肿瘤生长，损害了肿瘤血管生成，并防止了转移扩散；并且不可切割的 Hgf 的全身表达显着抑制了移植肿瘤的生长并消除了自发转移的形成，而不会干扰重要的生理功能。马佐内等人（2004）得出结论，pro-HGF 的蛋白水解激活是肿瘤进展的限制步骤。

舒尔茨等人（2009）产生了在内耳中条件性敲除 Hgf 的小鼠，并观察到在同窝对照中未见的内耳形态学缺陷，包括 Reissner 膜塌陷到其上的杂乱无章的盖膜、薄而扁平的血管纹，偶尔有细胞增殖团块、发育不全的螺旋神经节和整个 Corti 器官的外毛细胞（OHC） 变性。与同窝对照组相比，过表达 Hgf 3 至 50 倍的 MH19-Hgf 转基因小鼠的听觉诱发脑干反应（ABR） 阈值平均高出 60 dB，这与 OHC 退化导致的耳蜗放大损失一致。对 Corti 器官的检查证实了 OHC 在空间梯度中的退化，从底部的 OHC 完全丧失到顶端 OHC 的接近正常补充；

▼ 等位基因变体（ 3 精选示例）：

.0001 耳聋，常染色体隐性遗传 39
HGF、SER165SER
Schultz 等人在 3 名受影响的近亲巴基斯坦家庭（“家庭 PKDF210”）中分离出严重的语前耳聋（DFNB39；608265）（2009）鉴定了 HGF 基因外显子 5 中 495G-A 转换的纯合性，导致同义的 ser165-to-ser（S165S） 取代。相对于 HGF isoform-1 的外显子 5a 剪接受体位点，转变发生在外显子 5 的 13 个核苷酸处，但在相对于 HGF isoform-3 的外显子 5b 剪接受体位点的 -3 位（483-3G-A），并且预计会改变 2 个剪接受体位点的相对强度。使用具有 495G-A 转换的构建体的体外测定产生了仅具有外显子 5b 剪接受体位点的克隆。在来自巴基斯坦、高加索和人类多样性小组对照的 1,040 条染色体中未发现 495G-A 过渡。

.0002 耳聋，常染色体隐性遗传 39
HGF，3-BP DEL，1986TGA
Schultz 等人在 36 个巴基斯坦和 2 个印度家庭的受影响成员中分离出隐性重度语前耳聋（DFNB39; 608265 ）（2009）鉴定了 HGF 基因内含子 4 中 3-bp 缺失（1986delTGA） 的纯合性，该序列位于高度保守的序列中，该序列是先前未描述的 HGF 短形式的 3 素非翻译区的一部分，预计编码 24在遇到终止密码子之前添加额外的氨基酸。在 429 名巴基斯坦对照中的 2 名中发现了 3 bp 缺失的杂合性，但在 415 名高加索人、印度人或人类多样性小组对照中未发现该突变。

.0003 耳聋，常染色体隐性遗传 39
HGF，10-BP DEL，NT482+1991
在 2 个巴基斯坦家庭（'PKDF601' 和 'DEM4472'）的受影响成员中，孤立隐性严重语前耳聋（DFNB39；608265），Schultz 等人（2009）鉴定了 HGF 基因内含子 4 中 10-bp 缺失（482+1991delGATGATGAAA） 的纯合性，该序列位于高度保守的序列中，该序列是先前未描述的 HGF 短形式的 3 素非翻译区的一部分，预计在遇到终止密码子之前编码 24 个额外的氨基酸。在 1,688 条对照染色体中未发现 10 bp 缺失。