干細胞因其具有自我更新和多向分化潛能，在再生醫學、疾病模型構建和藥物篩選等領域展現出巨大應用前景。然而，維持干細胞的未分化狀態或引導其定向分化，高度依賴于其所處的微環境，其中干細胞培養基中的生長因子扮演著至關重要的調控角色。
生長因子是一類具有生物活性的蛋白質或多肽，通過與干細胞表面特異性受體結合，激活細胞內復雜的信號通路，從而精確調控細胞的命運決定。在干細胞培養基中，不同生長因子發揮著獨特而協同的作用。例如，堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)是維持人胚胎干細胞(hESCs)和誘導多能干細胞(iPSCs)多能性的關鍵因子。它主要通過激活MAPK/ERK和PI3K/Akt信號通路，上調OCT4、SOX2和NANOG等核心多能性基因的表達，抑制自發分化。
轉化生長因子-β(TGF-β)超家族成員，如TGF-β1和激活素A(Activin A)，在維持干細胞未分化狀態中也起核心作用。它們通過Smad依賴的經典通路，與其他信號協同，穩定多能性網絡。此外，干細胞向特定譜系分化時，生長因子的種類和濃度需精確調控。例如，骨形態發生蛋白(BMP)可誘導干細胞向成骨或中胚層分化，而神經營養因子如EGF和FGF-2則促進神經干細胞的增殖與神經元分化。
值得注意的是，生長因子的作用具有濃度依賴性和時間特異性。過高或過低的濃度，或添加時機不當，可能導致干細胞異常增殖、凋亡或非預期分化。此外，不同來源干細胞對生長因子的需求存在差異，因此培養基的個性化優化至關重要。
綜上所述，生長因子是干細胞培養基中的“分子開關”，通過調控關鍵信號通路，決定干細胞的增殖、自我更新與分化方向。深入解析其作用機制，不僅有助于優化培養體系，也為實現干細胞的臨床安全應用奠定基礎。
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