Preview

Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины

Расширенный поиск

Значение фактора роста фибробластов 21 в норме и патологии

https://doi.org/10.29001/2073-8552-2025-40-3-28-35

Аннотация

В статье приведены современные представления о роли фактора роста фибробластов 21 (FGF21) как у лабораторных животных, так и у людей в регуляции углеводного и липидного обмена, а также его вкладе в развитие системного воспаления при ревматоидном артрите (РА). Рассмотрена классификация семейства факторов роста фибробластов, регуляция экспрессии и рецепторный аппарат. Отмечены положительные эффекты FGF21 в виде нормализации углеводного и липидного обмена, массы тела. Приведены факты о применении препаратов аналогов FGF21 в качестве терапевтического средства для лечения метаболических осложнений, таких как диабет и жировая болезнь печени. В то же время приведены данные о связи повышенного уровня FGF21 в сыворотке крови с целым рядом патологических состояний, таких как сахарный диабет 2-го типа, ишемическая болезнь сердца, ожирение, неалкогольная жировая болезнь печени, терминальная стадия почечной недостаточности. Рассмотрены литературные данные о противоречивой роли FGF21 на фоне системного воспаления у пациентов с РА. С одной стороны, FGF21 может оказывать протективный эффект у пациентов с РА, с другой стороны, сывороточный FGF21 может рассматриваться как предиктор будущего снижения функционального состояния и потенциальный маркер прогрессирования системного воспаления у пациентов с РА. Дана оценка перспектив использования FGF21 в терапевтических целях.

Об авторах

Ю. Р. Ахвердян
Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии имени А.Б. Зборовского (НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского); Волгоградский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ВолгГМУ Минздрава России)
Россия

Ахвердян Юрий Рубенович - канд. мед. наук, старший научный сотрудник, лаборатория методов лечения и профилактики заболеваний суставов, НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского; доцент, кафедра клинической лабораторной диагностики, ВолгГМУ Минздрава России.

400138, Волгоград, ул. Землячки, 76; 400131, Волгоград, пл. Павших борцов, 1



Е. В. Папичев
Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии имени А.Б. Зборовского (НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского); Волгоградский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ВолгГМУ Минздрава России)
Россия

Папичев Евгений Васильевич - канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория методов лечения и профилактики заболеваний суставов, НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского; доцент, кафедра клинической лабораторной диагностики, ВолгГМУ Минздрава России.

400138, Волгоград, ул. Землячки, 76; 400131, Волгоград, пл. Павших борцов, 1



Б. В. Заводовский
Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии имени А.Б. Зборовского (НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского); Волгоградский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ВолгГМУ Минздрава России)
Россия

Заводовский Борис Валерьевич - д-р мед. наук, заместитель директора по научным вопросам, НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского; заведующий кафедрой клинической лабораторной диагностики, ВолгГМУ Минздрава России.

400138, Волгоград, ул. Землячки, 76; 400131, Волгоград, пл. Павших борцов, 1



Ю. В. Полякова
Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии имени А.Б. Зборовского (НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского)
Россия

Полякова Юлия Васильевна - канд. мед. наук, научный сотрудник, НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского.

400138, Волгоград, ул. Землячки, 76



Л. Е. Сивордова
Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии имени А.Б. Зборовского (НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского)
Россия

Сивордова Лариса Евгеньевна - канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория методов лечения и профилактики заболеваний суставов, НИИ КиЭР им. А.Б. Зборовского.

400138, Волгоград, ул. Землячки, 76



Е. С. Рожкова
Волгоградский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ВолгГМУ Минздрава России)
Россия

Рожкова Екатерина Сергеевна - ассистент, кафедра клинической лабораторной диагностики, ВолгГМУ Минздрава России.

400131, Волгоград, пл. Павших борцов, 1



Список литературы

1. Rai M., Demontis F. Systemic nutrient and stress signaling via myokines and myometabolites. Annu. Rev. Physiol. 2016;78:85–107. https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-021115-105305.

2. Whitham M., Febbraio M.A. The ever-expanding myokinome: discovery challenges and therapeutic implications. Nat. Rev. Drug Discov. 2016;15:719–729. https://doi.org/10.1038/nrd.2016.153.

3. Ornitz D.M., Itoh N. Fibroblast growth factors. Genome Biol. 2001;2(3):reviews3005. https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-3reviews3005.

4. Bon Durant L.D., Potthoff M.J. Fibroblast growth factor 21: A versatile regulator of metabolic homeostasis. Annu. Rev. Nutr. 2018;38:173–196. https://doi.org/10.1146/annurev-nutr-071816-064800.

5. Suntsova M.V., Buzdin A.A. Differences between human and chimpanzee genomes and their implications in gene expression, protein functions and biochemical properties of the two species. BMC Genomics. 2020;21(7):535. https://doi.org/10.1186/s12864-020-06962-8.

6. Kim S.H., Kim K.H., Kim H.-K., Kim M.-J., Back S.H., Konishi M. et al. Fibroblast growth factor 21 participates in adaptation to endoplasmic reticulum stress and attenuates obesity-induced hepatic metabolic stress. Diabetologia. 2015;58:809–818. https://doi.org/10.1007/s00125014-3475-6.

7. Hirai Nomura K., Ikai R., Nakashima K.-I., Inoue M. Baicalein stimulates fibroblast growth factor 21 expression by up-regulating retinoic acid receptor-related orphan receptor α in C2C12 myotubes. Biomed. Pharmacother. 2019;109:503–510. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.154.

8. Sugden M.C., Caton P.W., Holness M.J., Miller J.J. Receptors peroxisome proliferator-activated receptors. In: Jez J. (ed.) Encyclopedia of biological chemistry: 3rd edition. Elsevier, 2021:229–235.

9. Ogawa Y., Kurosu H., Yamamoto M., Nandi A., Rosenblatt K.P., Goetz R. et al. BetaKlotho is required for metabolic activity of fibroblast growth factor 21. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007;104(18):7432–7437. https://doi.org/10.1073/pnas.0701600104.

10. Agrawal A., Parlee S., Perez-Tilve D., Li P., Pan J., Mroz P.A. et al. Molecular elements in FGF19 and FGF21 defining KLB/FGFR activity and specificity. Mol. Metab. 2018;13:45–55. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2018.05.003.

11. Ding X., Boney-Montoya J., Owen B.M., Bookout A.L., Coate K.C. et al. Beta Klotho is required for fibroblast growth factor 21 effects on growth and metabolism. Cell Metab. 2012;16:387–393.

12. Krol E., Grant L., Shearer K., Wyse C., Moncur E. et al. Methionine restriction restores a younger metabolic phenotype in adult mice with alterations in fibroblast growth factor 21. Aging Cell. 2014;13(5):817–827. https://doi.org/10.1111/acel.12238.

13. Fazeli P.K., Lun M., Kim S.M., Bredella M.A., Wright S., Zhang Y. et al. FGF21 and the late adaptive response to starvation in humans. J. Clin. Invest. 2015;125:4601–4611. https://doi.org/10.1172/JCI83349.

14. Patel R., Bookout A.L., Magomedova L., Owen B.M., Consiglio G.P., Shimizu M. et al. Glucocorticoids regulate the metabolic hormone FGF21 in a feed-forward loop. Mol. Endocrinol. 2015;29:213–223. https://doi.org/10.1210/me.2014-1259.

15. Veniant M.M., Hale C., Helmering J., Chen M.M., Stanislaus S., Busby J. et al. FGF21 promotes metabolic homeostasis via white adipose and leptin in mice. PLoS One. 2012;7(7): e40164. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0040164.

16. Fisher F.M., Maratos-Flier E. Understanding the physiology of FGF21. Annu. Rev. Physiol. 2016;78:223–241. https://doi.org/10.1146/annurevphysiol-021115-105339.

17. Tezze C., Romanello V., Sandri M. FGF21 as modulator of metabolism in health and disease. Front. Physiol. 2019;10:419. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00419.

18. Kharitonenkov A., Shiyanova T.L., Koester A., Ford A.M., Micanovic R., Galbreath E.J. et al. FGF-21 as a novel metabolic regulator. J. Clin. Invest. 2005;115:1627–1635. https://doi.org/10.1172/JCI23606.

19. Inagaki T., Lin V.Y., Goetz R., Mohammadi M., Mangelsdorf D.J., Kliewer S.A. Inhibition of growth hormone signaling by the fastinginduced hormone FGF21. Cell Metab. 2008;8:77–83. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2008.05.006.

20. Johnson C.L., Weston J.Y., Chadi S.A., Fazio E.N., Huff M.W., Kharitonenkov A. et al. Fibroblast growth factor 21 reduces the severity of cerulein-induced pancreatitis in mice. Gastroenterology. 2009;137(5):1795–1804. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2009.07.064.

21. Jimenez V., Jambrina C., Casana E., Sacristan V., Muñoz S., Darriba S. et al. FGF21 gene therapy as treatment for obesity and insulin resistance. EMBO Mol. Med. 2018;10(8):e8791. https://doi.org/10.15252/emmm.201708791.

22. Shi Lu W., Hou Y., Fu K., Gan F., Liu J. Fibroblast growth factor ameliorates vascular calcification by inhibiting osteogenic transition in vitamin D3 plus nicotine-treated rats. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018;495(4):2448–2455. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.10.115.

23. Staiger H., Keuper M., Berti L., Hrabe de Angelis M., Häring H.-U. Fibroblast growth factor 21-metabolic role in mice and men. Endocr. Rev. 2017;38(5):468–488. https://doi.org/10.1210/er.2017-00016.

24. Прощай Г.А., Ворохобина Н.В., Загарских Е.Ю., Парцерняк С.А., Парцерняк А.С. Фактор роста фибробластов 21 и его влияние на метаболические процессы в организме человека. Вестник Санкт-Петербургского университета. 2018;13(1):38–45. https://doi.org/10.21638/11701/spbu11.2018.104.

25. Chavez A.O., Molina-Carrion M., Abdul-Ghani M.A., Folli F., DeFronzo R.A., Tripathy D. Circulating fibroblast growth factor-21 is elevated in impaired glucose tolerance and type 2 diabetes and correlates with muscle and hepatic insulin resistance. Diabetes Care. 2009;32:1542–1546. https://doi.org/10.2337/dc09-0684.

26. Zhang X., Yeung D.C.Y., Karpisek M., Stejskal D., Zhou Z.-G., Liu F. et al. Serum FGF21 levels are increased in obesity and are independently associated with the metabolic syndrome in humans. Diabetes. 2008;57(5):1246–1253. https://doi.org/10.2337/db07-1476.

27. Tezze C., Romanello V., Desbats M.A., Fadini G.P., Albiero M., Favaro G. et al. Age-associated loss of opa1 in muscle impacts muscle mass, metabolic homeostasis, systemic inflammation, and epithelial senescence. Cell Metab. 2017;25(6):1374.e6–1389.e6. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2017.04.021.

28. Kohara M., Masuda T., Shiizaki K., Akimoto T., Watanabe Y., Honma S. et al. Association between circulating fibroblast growth factor 21 and mortality in end-stage renal disease. PLoS One. 2017;12:e0178971. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178971.

29. Lee C.H., Woo Y.C., Chow W.S., Cheung C.Y.Y., Fong C.H.Y., Yuen M.M.A. et al. Role of circulating fibroblast growth factor measurement in primary prevention of coronary heart disease among chinese patients with type 2 diabetes mellitus. J. Am. Heart Assoc. 2017;6:e005344. https://doi.org/10.1161/JAHA.116.005344.

30. Conte M., Ostan R., Fabbri C., Santoro A., Guidarelli G., Vitale G. et al. Human aging and longevity are characterized by high levels of mitokines. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2019;74(5):600–607. https://doi.org/10.1093/gerona/gly153.

31. Samms R.J., Lewis J.E., Norton L., Stephens F.B., Gaffney C.J., Butterfield T. et al. FGF21 is an insulin-dependent postprandial hormone in adult humans. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2017;102:3806–3813. https://doi.org/10.1210/jc.2017-01257.

32. Besse-Patin A., Montastier E., Vinel C., Castan-Laurell I., Louche K., Dray C. et al. Effect of endurance training on skeletal muscle myokine expression in obese men: identification of apelin as a novel myokine. Int. J. Obes. 2014;38:707–713. https://doi.org/10.1038/ijo.2013.158.

33. Parmar B., Lewis J.E., Samms R.J., Ebling F.J.P., Cheng C.C., Adams A.C. et al. Eccentric exercise increases circulating fibroblast activation protein α but not bioactive fibroblast growth factor 21 in healthy humans. Exp. Physiol. 2018;103(6):876–883. https://doi.org/10.1113/EP086669.

34. Liu Shi Z., Ji X., Zhang W., Luan J., Zahr T., Qiang L. Adipokines, adiposity, and atherosclerosis. Cell. Mol. Life Sci. 2022;79(5):272. https://doi.org/10.1007/s00018-022-04286-2.

35. Opoku Y.K., Liu, Z., Liu, H. et al. Fibroblast growth factor-21 ameliorates rheumatoid arthritis by maintaining articular integrity. Int. J. Pept. Res. Ther. 2020;26:651–659. https://doi.org/10.1007/s10989-019-09872-w.

36. Gould P.W., Zemel B.S., Taratuta E.G., Baker J.F. Circulating fibroblast growth factor-21 levels in rheumatoid arthritis: associations with disease characteristics, body composition, and physical functioning. J. Rheumatol. 2021;48(4):504–512. https://doi.org/10.3899/jrheum.200673.

37. Yu D., Ye X., Che R., Wu Q., Qi J., Song L. et al. FGF21 exerts comparable pharmacological efficacy with Adalimumab in ameliorating collagen-induced rheumatoid arthritis by regulating systematic inflammatory response. Biomed. Pharmacother. 2017;89:751–760. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2017.02.059.

38. Yu Y., Li S., Liu Y., Tian G., Yuan Q., Bai F. et al. Fibroblast growth factor (FGF21) ameliorates collagen-induced arthritis through modulating oxidative stress and suppressing nuclear factor-kappa B pathway. Int. Immunopharmacol. 2015;25(1):74–82. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2015.01.005.

39. Kliewer S.A., Mangelsdorf D.J. A dozen years of discovery: Insights into the physiology and pharmacology of FGF21. Cell. Metab. 2019;29:246–253. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.01.004.

40. Lewis J.E., Ebling F.J.P., Samms R.J., Tsintzas K. Going back to the biology of FGF21: New insights. Trends Endocrinol. Metab. 2019;30:491–504. https://doi.org/10.1016/j.tem.2019.05.007.

41. Gómez-Sámano M.Á., Grajales-Gómez M., Zuarth-Vázquez J.M., Navarro-Flores M.F., Martínez-Saavedra M., Juárez-León Ó.A. et al. Fibroblast growth factor 21 and its novel association with oxidative stress. Redox Biol. 2017;11:335–341. https://doi.org/10.1016/j.redox.2016.12.024.

42. Wang Y., Ye J., Cao Y., Zhang R., Liu Y., Zhang S. et al. Increased serum/plasma fibroblast growth factor 21 in type 2 diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Postgrad. Med. J. 2019;95:134–139. https://doi.org/10.1136/postgradmedj-2018-136002.

43. Franz K., Ost M., Otten L., Herpich C., Coleman V., Endres A. et al. Higher serum levels of fibroblast growth factor 21 in old patients with cachexia. Nutrition. 2019;63–64:81–86. https://doi.org/10.1016/j.nut.2018.11.004.

44. Praktiknjo M., Djayadi N., Mohr R., Schierwagen R., Bischoff J., Dold L. et al. Fibroblast growth factor 21 is independently associated with severe hepatic steatosis in non-obese HIV-infected patients. Liver Int. 2019;39:1514–1520. https://doi.org/10.1111/liv.14107.

45. Ost Coleman V., Voigt A., van Schothorst E.M., Keipert S., van der Stelt I. et al. Muscle mitochondrial stress adaptation operates independently of endogenous FGF21 action. Mol. Metab. 2016;5(2):79–90. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2015.11.002.

46. Sanyal A., Charles E.D., Neuschwander-Tetri B.A., Loomba R., Harrison S.A., Abdelmalek M.F. et al. Pegbelfermin (BMS-986036), a PEGylated fibroblast growth factor 21 analogue, in patients with non-alcoholic steatohepatitis: a randomised, double-blind, placebocontrolled, phase 2a trial. Lancet. 2019;392:2705–2717. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)31785-9.

47. Kaufman A., Abuqayyas L., Denney W.S., Tillman E.J., Rolph T. AKR001, an Fc-FGF21 analog, showed sustained pharmacodynamic effects on insulin sensitivity and lipid metabolism in type 2 diabetes patients. Cell Rep. Med. 2020;1(4):100057. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2020.100057.

48. Charles E.D., Neuschwander-Tetri B.A., Pablo Frias J., Kundu S., Luo Y., Tirucherai G.S. et al. Pegbelfermin (BMS-986036), PEGylated FGF21, in patients with obesity and type 2 diabetes: Results from a randomized phase 2 study. Obesity (Silver Spring). 2019;27(1):41–49. https://doi.org/10.1002/oby.22344.


Рецензия

Для цитирования:


Ахвердян Ю.Р., Папичев Е.В., Заводовский Б.В., Полякова Ю.В., Сивордова Л.Е., Рожкова Е.С. Значение фактора роста фибробластов 21 в норме и патологии. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2025;40(3):28-35. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2025-40-3-28-35

For citation:


Akhverdyan Yu.R., Papichev E.V., Zavodovsky B.V., Polyakova Yu.V., Seewordova L.E., Rozhkova E.S. The value of fibroblast growth factor 21 in health and pathology. Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2025;40(3):28-35. (In Russ.) https://doi.org/10.29001/2073-8552-2025-40-3-28-35

Просмотров: 9


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2713-2927 (Print)
ISSN 2713-265X (Online)