基于胍腙类小分子TCB-32的发现与优化：替代bFGF实现细胞培养应用的新突破

本研究针对血清培养基中关键蛋白组分bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）成本高、稳定性差的问题，通过结构虚拟筛选发现胍腙类小分子TCB-32，其可激活FGFR1信号通路，显著促进NIH 3T3细胞增殖，且热稳定性优于天然bFGF。经结构-活性关系优化获得三种高效激动剂，为细胞治疗、培养肉等大规模细胞生产提供了可化学合成、低成本且稳定的生长因子替代方案，突破现有技术瓶颈。

　　

在细胞治疗和培养肉技术快速发展的今天，大规模细胞培养面临一个关键瓶颈：血清培养基中不可或缺的碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)存在成本高昂、批次差异大、热稳定性差等问题。这种蛋白质成分不仅占培养基总成本的30%以上，其37℃下仅能维持3天活性，严重制约生物制造的标准化和规模化。传统解决方案如基因改造细胞或工程化蛋白变体，又面临工艺复杂或监管壁垒等挑战。

The Cultivated B GmbH的研究团队另辟蹊径，提出用化学合成小分子替代bFGF的创新策略。他们通过分析FGF2-FGFR1复合物1344 ?²的相互作用界面，从900万分子中虚拟筛选出靶向FGFR1正构结合位点的胍腙类化合物TCB-32。该分子在无血清条件下能激活FGFR1-ERK1/2信号通路，使NIH 3T3细胞增殖达到bFGF效果的70%，且在37℃下保持13天活性不衰减。通过系统结构优化，最终获得EC₅₀达0.1 μM的TCB-494等三种高效激动剂，相关成果发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》。

研究采用四大关键技术：1) 基于FGF2-FGFR1晶体结构的分子动力学模拟与量子力学/分子力学(QM/MM)能量分解；2) 针对>500 Da分子的超大规模虚拟筛选(9百万化合物)；3) 384孔板无血清细胞增殖检测体系；4) 四区域划分的结构-活性关系(SAR)系统优化策略。

【研究结果】
2.1. 小分子增殖筛选
建立无血清NIH 3T3细胞筛选模型，验证文献报道的SUN 11602等四种化合物无效后，转向结构虚拟筛选。

2.2. FGFR1结合位点分析
通过突变研究、MD模拟和QM/MM分解确定热点残基，用GLIDE对ZINC数据库9百万分子进行对接，筛选出72个候选分子。

2.3. TCB-32的鉴定
唯一活性分子TCB-32通过FGFR1抑制剂PD166866和ERK1/2抑制剂SCH772984验证其通路特异性，竞争实验证实其直接结合FGFR1，且热稳定性显著优于野生型bFGF。

2.4. 结构-活性关系
将分子划分为氨基胍臂(I)、连接区(II-III)和三脚架区(IV)，发现3位硝基(TCB-494)或乙炔基(TCB-621)取代使EC₅₀降至0.1 μM，而临床药物CNI-1493(13)活性较低。

【结论与意义】
该研究首次证明合成小分子可替代bFGF的功能，解决了蛋白质生长因子在成本(降低10倍)、稳定性(活性保持延长4倍)和规模化生产方面的三大痛点。虽然TCB-32可能通过非特异性聚集受体发挥作用，但其明确的FGFR1-ERK1/2通路激活特性，为细胞治疗产品降本(当前生产成本占疗法总价60%)和培养肉商业化(需吨级细胞生产)提供了革命性解决方案。后续需进一步优化分子聚集倾向并拓展更多细胞系验证，但已为"化学成分明确培养基"时代奠定重要基石。