生長因子（growth factor，GF）是由機體細胞產生，能調節細胞增殖分化和誘導細胞發揮功能的高活性、多功能的多肽類物質。可通過與細胞表面特定受體結合，參與調節細胞存活、組織修復等生理過程。
20世紀50年代，意大利生物學家麗塔·列維-蒙塔爾奇尼（Rita Levi-Montalcini）發現能促進神經細胞生長的神經生長因子（NGF）。1958年，美國科學家斯坦利科恩（Stanley Cohen）發現并鑒定了表皮生長因子（EGF）。二人因此于1986年被授予1986年諾貝爾生理學或醫學獎。從此，包括IGF、PDGF、FGF等在內的各種生長因子相繼被發現并鑒定，成為生物學歷史上的重要研究熱點。
生長因子主要包括成纖維細胞生長因子、表皮生長因子、角質細胞生長因子以及轉化生長因子等，擁有多功能性、高活性、促細胞生長活性、趨向性、促細胞外基質成分的合成等多種特性。生長因子種類繁多、結構各異、來源復雜，可根據不同特點產生不同分類，其分泌方式包括自分泌、旁分泌和內分泌。它的作用機制是通過與細胞膜或細胞內特異性受體結合，將信號傳入細胞內，通過級聯傳遞將信號傳至核內或直接作用于順式作用元件，激活與細胞增殖份分化相關的基因表達，調節細胞功能。生長因子對骨骼系統、內分泌系統、血液系統、呼吸系統、消化系統、生殖系統、免疫系統、神經系統均具有調節作用。此外，生長因子可通過基因功能技術來合成和生產，在機體的免疫應答、炎癥反應、造血功能，乃至胚胎發生、生長發育等各個方面都發揮著關鍵作用。
發現歷史
20世紀50年代，意大利生物學家麗塔·列維-蒙塔爾奇尼發現了一種能促進神經細胞生長的物質，并將其命名為神經生長因子（NGF）。美國科學家斯坦利·科恩完成了NGF的純化和鑒定，于1958年發現并鑒定了第二種生長因子，即表皮生長因子（EGF）。麗塔·列維-蒙塔爾奇尼和斯坦利·科恩因此被授予1986年諾貝爾生理學或醫學獎。他們開辟了一個全新的生物學研究領域，進一步揭示了生命的奧秘。從此，包括IGF、PDGF、FGF等在內的各種生長因子相繼被發現并鑒定，成為生物學歷史上的重要研究熱點。但是，盡管已發現幾百種生長因子，但其中大部分的結構、功能和機制均不清楚。僅有少數生長因子的氨基酸序列和基因序列已被測定，并發現它們的受體，其作用機制基本闡明。
特點
生長因子（growth factor，GF）是由機體細胞產生，能調節細胞增殖分化和誘導細胞發揮功能的高活性、多功能的多肽類物質。研究顯示，生長因子與生物的生長、發育、衰老、創傷修復等有密切的關系。生長因子的種類繁多，作用復雜，是許多學科的重要研究對象。
生長因子主要包括成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，FGF），表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF），角質細胞生長因子（keratinocyte growth factor，KGF）以及轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）等。其中FGF備受關注。FGF擁有23個成員（截至2021年），其中比較重要的包括酸性成纖維細胞生長因子（aFGF）和堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）。
生長因子具有多種特性：①多功能性：能對多種細胞產生作用。②高活性：極低劑量（10-13~10-10mol/L）的生長因子也能產生作用。③促細胞生長活性：生長因子可以促進一種或多種細胞的生長，提報細胞增殖或分化能力。④趨向性：生長因子對組織修復細胞具有趨向活性，可提高機體修復能力。⑤促細胞外基質成分的合成：生長因子可促進纖維結合蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白等的合成。
分類
生長因子種類繁多、結構各異、來源復雜，因此任何一種分類方式均不足以完全描述生長因子的性質與作用。另外，由于體內生長因子的作用方式是多種生長因子的連續序貫作用。同時對于單一生長因子而言，其對不同種類細胞或同一細胞的不同階段又有不同的作用，如在不同情況下TGF-β對細胞的增殖表現出促進作用或抑制作用。因此生長因子種類的劃分并不絕對。以下僅列舉幾種常用的分類方法：
作用
根據作用分類，生長因子可分為分化調控因子和增殖調控因子。同時，生長因子的調控主要表現為促進和抑制兩個方面。因此，分化調控因子又分為分化誘導因子和分化阻抑及去分化因子。分化誘導因子的作用主要是誘導低分化細胞分化成熟，成為特化功能細胞。分化阻抑及去分化因子是阻礙細胞分化和使細胞去分化，變為低分化細胞。同樣，增值調控因子又分為增殖促進因子和增殖抑制因子。
產生生物學效應的范圍
根據產生生物學效應的范圍分類，可分為廣譜生長因子和窄譜生長因子。廣譜生長因子指一種因子可作用于不同類型的細胞。窄譜生長因子指一種因子只作用于一種類型的細胞。
化學結構和氨基酸序列的相似性
根據化學結構和氨基酸序列的相似性分類，可將生長因子分為許多生長因子家族，如以表皮生長因子（epidermal grows factor，EGF）為代表的單鏈多肽；以血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）為代表的含糖鏈的多肽二聚體蛋白；以胰島素樣生長因子（insulins-like growth factor，IGF）為代表的多肽二聚體蛋白；以克隆刺激因子（colony stimulating factors，CSF）和白細胞介素（interleukin，IL）為代表的糖蛋白。各家族中又可分許多亞型，如骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）家族中有BMP-1、BMP-2、BMP-3、BMP-4……同族的生長因子功能往往相同或相近，但各亞型間的最適作用細胞往往存在差異。
效應細胞
根據效應細胞分類，為便于研究，常根據所研究的細胞來對生長因子進行分類。它包括能作用于該細胞的所有生長因子。例如成骨細胞生長因子、肌腱細胞生長因子等。
常見生長因子
參考資料：
作用機制
分泌方式
生長因子的分泌方式有三種：自分泌（autocrine）、旁分泌（paracrine）、內分泌（endocrine）。自分泌是指細胞所產生的生長因子與該細胞表達的相應受體結合，作用于自身細胞；旁分泌是指一種細胞產生的生長因子作用于含其受體的鄰近細胞；內分泌是指生長因子經過管道作用于遠距離的細胞。其中，生長因子主要通過自分泌和旁分泌方式發揮作用。各類生長因子的相應受體是普遍存在于細胞膜上的跨膜蛋白，許多受體（如PDGF受體、EGF受體等）具有激酶活性，特別是酪氨酸激酶活性。
作用途徑
生長因子不僅具有促進細胞分裂的作用，還參與組織形態學變化的調節，并對細胞分化、遷移及功能性活動具有調節作用。生長因子是能特異性地與質膜相應受體結合，啟動快速鏈式反映，導致脫氧核糖核酸復制和細胞分裂的多肽。其作用途徑如下圖所示：
生長因子的作用機制涉及細胞內信號轉導系統。生長因子作為細胞外信號分子（第一信使），主要以旁分泌和自分泌方式，通過與細胞膜或細胞內特異性受體結合，將信號傳入細胞內，通過級聯傳遞將信號傳至核內或直接作用于順式作用元件，激活與細胞增殖份分化相關的基因表達，調節細胞功能。各種生長因子通過不同的信號轉導通路發揮作用，如TPK通路、Ras-MAPK通路、PL3K通路、PKA通路、PLC通路、JAK-STAT及NF-KB通路等。
調節作用
生長因子對生命系統的調節作用主要如下：①骨骼系統：促成骨細胞生成，治療骨質疏松癥、股骨頭壞死等。②內分泌系統：促激素分泌，增強腎功能，加速體內毒素排出。③血液系統：加強骨髓造血功能，治療心臟病，防止血栓發生。④呼吸系統：加強肺部細胞功能，治療肺氣腫、肺供氧不足等。⑤消化系統：加強胃腸功能，治療痞滿。⑥生殖系統：促性腺分泌，增強性能力。⑦免疫系統：促胸腺再生，提高免疫力。⑧神經系統：促神經細胞生成，治療阿爾茲海默癥等疾病。
表達及生產
生長因子是體內細胞之間相互作用的主要介質，也是調節細胞功能的多肽類物質，其種類繁多，在機體的免疫應答、炎癥反應、造血功能，乃至胚胎發生、生長發育等各個方面都發揮著關鍵作用。在自然界里，生長因子由動植物體內細胞產生，其含量遠不足以滿足日益增長的產業需求。基因功能技術能夠打破種屬間的界限，在基因水平改變生物遺傳性，因此可以大幅度提高生長因子的產量，并且能按照人們的意愿來合成和生產所需的生長因子。
基因功能是指充足脫氧核糖核酸技術的產業化設計與應用，由上游技術和下游技術兩大部分組成。上游技術包括基因克隆、質粒載體的選擇、重組質粒的構建、基因測序鑒定、宿主菌的選擇，感受態細胞的制備與轉化、基因表達和鑒定等；下游技術包括基因工程菌的培養、細胞破碎與固液分離、重組蛋白回收技術、重組蛋白色譜分離純化、目標產品的檢定和質量控制等。
利用基因工程技術能夠生產出重組蛋白，根據預先設計的方案，可通過對天然蛋白質的基因進行改造來實現對它所編碼的蛋白質進行改造的目的。能生產體外重組蛋白的系統主要包括以下四種：原核生物表達系統（最常用大腸桿菌蛋白表達系統），哺乳動物細胞（常用CHO、HEK293細胞）蛋白表達系統，真核生物表達系統（酵母）及昆蟲細胞蛋白表達系統。根據重組蛋白的特性、重組蛋白的預期應用、該系統能否生產足夠量的蛋白質，以及自身的下游運用選擇合適的蛋白表達系統，以提高表達成功率。
應用領域
免疫學
轉化生長因子β（TGF-β）具有重要的免疫調節作用，體內多種細胞均可分泌非活性狀態的TGF-β，經酸或某些蛋白酶（如纖溶酶、組織蛋白酶D）作用后，可使之成為有活性的TGF-β。TGF-β對上皮或神經外胚層來源的細胞具有抑制作用，而對間充質來源的細胞起刺激作用。TGF-β的主要生物學作用有：①抑制上皮細胞、血管內皮細胞和T、B淋巴細胞增殖；②抑制細胞因子或有四分類原誘導的免疫細胞和造血細胞的活化和增殖；③抑制巨噬細胞、NK細胞和CTL細胞的殺傷活性；④促進傷口愈合，刺激成纖維細胞、成骨細胞、神經膜細胞和某些腫瘤細胞生長；⑤促進細胞外基質（如膠原蛋白和纖粘連蛋白）生成，在細胞形態發生和增殖分化過程中起重要作用，有利于胚胎發育和細胞修復。
臨床醫學及口腔醫學
血小板衍生生長因子（PDGF）對于間充質細胞遷移、增殖及生存的調節至關重要，它還可提高膠原的分泌以及初級創傷愈合中細胞外基質的重建。因為PDGF在生理愈合機制中起到關鍵作用，商業生產的充足PDGF（rhPDGF-BB）已經經過美國食品藥品監督管理局的批準，并應用于臨床醫學及口腔醫學中多種缺損的重建治療中。
皮膚修復
重組人表皮生長因子，是人生長因子中的一種，是由53個氨基酸組成的相對分子量為6200的小分子多肽。該生長因子不僅具有促進皮膚和黏膜創傷的愈合，防治潰瘍以及消炎鎮痛的作用，而且能有效促進和調節表皮細胞的生長和增殖，表皮細胞生長因子對保護和療養皮膚、黏膜具有十分獨特的功效。重組人表皮生長因子在護膚和保健化妝品中的作用如下：①嫩膚護膚作用，重組人表皮生長因子能促進皮膚細胞對營養物質的吸收，加速細胞的新陳代謝，促進皮膚細胞的分裂和增長，促進透明質酸和糖蛋白的合成；②促進細胞再生和組織修復，重組人表皮生長因子有促進皮膚和黏膜創傷面的愈合作用，并減少痕肌肉痙攣和皮膚畸形增生。
腫瘤
生長因子有潛在致癌作用的觀念受到普遍重視。生長因子調節細胞增殖、細胞分化，維持組織和細胞生長的有序性。如果這種調控發生異常，細胞的增殖與分化就會失調，甚至導致腫瘤發生。生長因子潛在的致癌作用與腫瘤的發生發展相關。
許多腫瘤細胞及其周圍組織細胞合成分泌生長因子，促進血管生成。有些腫瘤誘導周圍正常細胞合成分泌生長因子促進血管生成。例如許多腫瘤細胞都可以分泌堿性成纖維細胞生長因子（b-FGF）、轉化生長因子α（TGF-α）或血管內皮生長因子（VEGF）。它們都可以促進血管生成，既通過營養促進腫瘤生長，又使其因生長而積累突變，還使其更易轉移。
人類基因組編碼5中血管內皮生長因子（VEGF A~E）和3中VEGF受體。VEGF是促進血管生成的主要生長因子，其表達受缺氧誘導（氧分壓低于7mmHg）。VEGF受體屬于酪氨酸激酶家族、GSF-I/PDGF受體亞家族，分布在內皮細胞和淋巴細胞膜上，可以通過信號轉導激活NF-KB途徑，促進血管內皮細胞增殖、細胞遷移、血管生成。抑制腫瘤雪兒管生成藥物貝伐單抗（Bevacizumab，商標名稱安維汀，Avastin）以VEGF A為靶點，可用于治療結腸癌、乳腺癌等。
缺氧促進腫瘤血管生成，機制是缺氧導致缺氧誘導因子1-α（HIF-1-α）表達增加，并從細胞質進入細胞核。HIF-1-α是一種轉錄因子，可激活VEGF等30多種靶基因。這些基因產物中有許多都與腫瘤生長有關，其中包括葡萄糖無氧酵解酶系，例如LDH。因此，HIF-1-α使腫瘤細胞可以更多地通過無氧酵解獲得ATP，以適應缺氧。HIF-1-α活性受氧感受器控制。氧感受器由脯氨基羥化酶等組成。脯氨基羥化酶在氧分壓降低時無活性，在氧分壓正常時有活性，催化HIF-1-α羥化，介導其泛素化降解。
其他促進血管生成的生長因子還有血管生成素（ANG）、堿性成纖維細胞生長因子（b-FGF）、轉化生長因子α（TGF-α）、胎盤生長因子（PGF）。也有血管生成抑制因子，如內皮抑素。
截至2017年，已知與惡性腫瘤發展有關的生長因子有PDGF、EGF、TGF-β、FGF、IGF-1等。
參考資料 >
生長因子是什么東西.良醫益友.2025-12-23