|
1 souprava (10 lahviček)
| Množství: | |
|---|---|
▎ IGF-1 LR3 Struktura
Zdroj: PubChem |
InChIKey: CRZOPHSORDIMRX-UHFFFAOYSA-N vzorec: 80CHN 154O 4S6Molekulární 2 Molekulová hmotnost: 1332,2 g/mol Číslo CAS: 946870-92-4 PubChem CID: 168009904 |
▎ IGF-1 LR3 Výzkum
Jaké je pozadí výzkumu IGF-1 LR3?
Výzkum IGF-1 LR3 vznikl z potřeby překonat omezení přirozeného inzulinu podobného růstového faktoru 1 (IGF-1). Jako klíčový regulátor buněčného růstu, diferenciace a metabolismu vykazuje přirozený IGF-1 potenciál při opravách tkání, studiích růstu a vývoje a při léčbě onemocnění. Má však významné nevýhody: Jeho poločas rozpadu trvá pouze několik hodin, což vede k rychlé clearance in vivo. Kromě toho se pevně váže na proteiny vázající IGF, což vede k nízkému podílu volných aktivních forem, které se snaží uplatnit trvalé účinky. Tato omezení vážně omezila jeho účinnost v experimentálním výzkumu a potenciálních aplikacích, což vedlo vědce k prozkoumání strukturálně upravených analogů se zvýšeným výkonem.
S pokrokem v molekulární biologii a technologiích proteinového inženýrství se výzkumné týmy zaměřily na přesnou modifikaci IGF-1 za účelem zlepšení jeho vlastností. Prostřednictvím hloubkových studií vztahu struktura-funkce IGF-1 vědci zjistili, že modifikace na specifických místech aminokyselin mohou ovlivnit jeho interakce s vazebnými proteiny a receptory: Nahrazení kyseliny glutamové na pozici 3 argininem a přidání 13 aminokyselin na N-konec snižuje její afinitu k proteinu vázajícímu IGF, snižuje neaktivní vazbu na receptor IGF-1 a zároveň zvyšuje Současně strukturní optimalizace prodloužila metabolický cyklus molekuly in vivo a nakonec poskytla IGF-1 LR3 s 83 aminokyselinami. To vedlo k prodloužení poločasu na 20-30 hodin a přibližně trojnásobnému zvýšení účinnosti.
Jaký je mechanismus účinku pro IGF-1 LR3?
Buněčná proliferace a diferenciace
Stimulace proliferace myoblastů: Během vývoje plodu IGF-1 LR3 významně podporuje proliferaci myoblastů kosterního svalstva. Například studie na plodech jehňat v pozdním stádiu březosti odhalily, že po jednom týdnu infuze IGF-1 LR3 se rychlost proliferace myoblastů kosterního svalstva významně zvýšila (P < 0,05). To naznačuje, že IGF-1 LR3 přímo působí na myoblasty, aby urychlil buněčný cyklus, což umožňuje většímu počtu myoblastů vstoupit do proliferativního stavu a tím poskytnout další buněčné zdroje pro růst a vývoj svalové tkáně [1].
Ovlivnění vývoje folikulů: Během fyziologie vaječníků se IGF-1 LR3 podílí na regulaci růstu a vývoje folikulů. V krysím superovulačním modelu společné podávání IGF-1 LR3 s gonadotropiny dále zvýšilo míru ovulace a zvýšilo hmotnost vaječníků u určitých kmenů krys. To naznačuje, že IGF-1 LR3 může ovlivnit zrání folikulů a ovulaci regulací proliferace a diferenciace granulózních buněk, a tím ovlivnit reprodukční funkci [2]..
Regulace metabolismu
Získávání a využití živin: Po infuzi IGF-1 LR3 u plodů jehňat v pozdním gestačním období byly pozorovány snížené rychlosti příjmu aminokyselin z pupečníku spolu s nižšími koncentracemi fetálních aminokyselin, a to navzdory podobným rychlostem obratu fetálních proteinů. To naznačuje, že IGF-1 LR3 může ovlivňovat příjem a využití živin plodem, což umožňuje efektivnější využití omezených živin k podpoře orgánově specifického růstu spíše než zvýšení zásobování plodem prostřednictvím prokrvení placentou nebo stimulací přenosu živin [2]..
Obrázek 1 IGF-1 inhibuje zánět a urychluje angiogenezi prostřednictvím signálních drah Ras/PI3K/IKK/NF-κB k podpoře hojení ran [3].
Inhibice sekrece inzulínu: Infuze IGF-1 LR3 nebo fyziologického roztoku fetálním jehňatům v pozdním gestačním stádiu odhalila snížené koncentrace inzulínu v plazmě u jehňat infuzí IGF-1 LR3. Kromě toho byla sekrece inzulínu během experimentů s hyperglykemickou svorkou snížena ve srovnání s kontrolami. To naznačuje, že IGF-1 LR3 může přímo působit na pankreatické β-buňky a inhibovat sekreci inzulínu. Další studie na izolovaných fetálních ostrůvcích odhalily, že ostrůvky jehňat s infuzí IGF-1 LR3 vykazovaly trvale nízkou sekreci inzulínu v reakci na stimulaci glukózy in vitro, což naznačuje, že IGF-1 LR3 může vyvolat vnitřní defekty v pankreatických β-buňkách, což narušuje normální funkci sekrece inzulínu [4,5]..
Regulace angiogeneze
Úloha v angiogenezi vaječníků: V experimentech s kulturou angiogeneze bovinních luteinizovaných folikulů byly zkoumány účinky IGF-1 LR3 na sítě luteinizovaných folikulárních endoteliálních buněk (EC) a produkci progesteronu. Výsledky ukázaly omezený dopad na parametry růstu EC, ale mírné zvýšení buněčné proliferace (3–5 %). Naopak, IGF-1 LR3 vykazoval rozdílné účinky na produkci progesteronu, zatímco antagonista receptoru IGF-1 pikropodofylin (PPP) významně snižoval jak parametry růstu EC, tak koncentrace progesteronu. To naznačuje, že IGF-1 LR3 může modulovat vaskularizaci a produkci progesteronu v luteinizovaných folikulech prostřednictvím signální dráhy receptoru IGF-1, a tím udržovat funkci vaječníků a plodnost [6]..
Jaké jsou aplikace IGF-1 LR3?
Výzkum a aplikace pro růst a vývoj zvířat
Podpora růstu fetálních orgánů: V experimentech s plody jehňat v pozdním gestačním období infuze IGF-1 LR3 významně zvýšila růst fetálních orgánů a podpořila vývoj orgánů, jako je srdce, ledviny, slezina a nadledvinky. To naznačuje, že IGF-1 LR3 hraje klíčovou roli v regulaci procesů vývoje fetálních orgánů, což přispívá k hlubšímu pochopení regulačních mechanismů růstu a vývoje plodu. Poskytuje teoretickou podporu a praktický návod pro zlepšení reprodukční výkonnosti zvířat a zvýšení míry přežití potomků [1].
Stimulace proliferace myoblastů kosterního svalstva: Výzkum naznačuje, že IGF-1 LR3 stimuluje proliferaci myoblastů kosterního svalstva. V experimentech s plodem ovcí infuze IGF-1 LR3 výrazně zvýšila aktivitu proliferace myoblastů [1].
Výzkum diabetu a příbuzných nemocí
Hodnocení účinků na sekreci inzulínu: Experimenty zahrnující infuzi IGF-1 LR3 u plodů jehňat odhalily snížení koncentrací inzulínu v plazmě plodu. Během experimentů s hyperglykemickou svorkou byly hladiny inzulínu u plodů jehňat léčených IGF-1 LR3 o 66 % nižší než u kontrol. Tento fenomén naznačuje potenciální souvislost mezi IGF-1 LR3 a sekrecí inzulínu, což poskytuje důležité vodítko pro studium patogeneze diabetu a vývoj nových terapeutických strategií [5].
Korelace s atletickým výkonem: Výzkum na elitních izraelských běžcích a plavcích odhalil, že polymorfismy genu IGF1 korelují s hladinami IGF1 v oběhu a že genetické skóre IGF (IGF-GS) sprinterů je spojeno se sportovním výkonem. Elitní sprinteři vykazovali výrazně vyšší průměrné skóre IGF-GS než sprinteři národní úrovně a plavci na krátké vzdálenosti na vysoké úrovni. To naznačuje, že systém IGF-1 může hrát klíčovou roli v pozemských rychlostních sportech. I když zůstává nejisté, zda lze IGF-GS použít pro raný výběr elitních sprinterů, nabízí nové cesty pro výběr sportovců a tréninkové intervence. Budoucí výzkum může umožnit vývoj cílenějších tréninkových programů pro zvýšení sportovního výkonu sledováním a analýzou markerů souvisejících s IGF-1 u sportovců [7]..
Výzkum v buněčné biologii a základní medicíně
Výzkum regulace buněčné proliferace: IGF-1 LR3 má schopnost stimulovat buněčnou proliferaci. Experimenty in vitro prokazují jeho účinnou stimulaci proliferace buněk NIH 3T3. To činí IGF-1 LR3 cenným nástrojem pro zkoumání regulačních mechanismů buněčné proliferace. Pozorováním účinků IGF-1 LR3 na proliferaci napříč různými buněčnými liniemi mohou vědci získat vhled do základních biologických procesů, jako je regulace buněčného cyklu a signální dráhy, což poskytuje teoretický základ pro studie v onkologii, regenerativní medicíně a příbuzných oborech [8]..
Výzkum apoptózy a metabolismu proteinů: Ve studiích buněk C2C12 ošetřených peroxidem vodíku moduluje IGF-1 (včetně jeho analogu IGF-1 LR3) rovnováhu buněčné syntézy a degradace proteinů upregulací Pax7, myogenních regulačních faktorů (MRF), mTOR a P70S6K, snižuje syntézu a apoptózu MuRF1 a MAFbx tím, že mezi nimi snižuje rovnováhu a inhibuje rovnováhu mezi nimi. To přispívá k hlubšímu pochopení mechanismů buněčného přežití a smrti ve stresových podmínkách, stejně jako regulačních sítí metabolismu proteinů, což nabízí nové cíle a poznatky pro léčbu souvisejících onemocnění [9].
Závěr
IGF-1 LR3, jako syntetický dlouhodobě působící analog inzulinu podobného růstového faktoru 1, podporuje orgánově specifický růst v srdci plodu a nadledvinkách aktivací signálních drah, jako jsou PI3K/Akt a MAPK. Stimuluje proliferaci myoblastů kosterního svalstva a syntézu proteinů, reguluje metabolismus, udržuje zdraví kosterního svalstva a napomáhá zotavení po zraněních způsobených cvičením.
O autorovi
Všechny výše uvedené materiály jsou zkoumány, upravovány a sestavovány společností Cocer Peptides.
Autor vědeckého časopisu
Feng L je výzkumný pracovník zaměřující se na oblast fyziologie cvičení a kardiovaskulárního zdraví. Jejich akademická práce se zaměřuje především na zkoumání regulačních účinků různých forem cvičení na fyziologické funkce, zejména na interakci mezi cvičením a molekulárními mechanismy těla souvisejícími se zdravím svalů a zotavením se z kardiovaskulárních onemocnění. Dr. Feng často používá kombinaci preklinických výzkumných modelů a technik molekulární biologie k provádění hloubkových studií. Feng L je uveden v odkazu na citaci [9].
