IGF-1 LR3 1 mg

▎ IGF-1 LR3 Struktura

▎ 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 má za následek nízký podíl volných aktivních forem, které se snaží vykazovat 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 pokroky 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 mezi strukturou a funkcí 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 proliferačního 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 modelu superovulace u potkanů ​​současné podávání IGF-1 LR3 s gonadotropiny dále zvýšilo rychlost ovulace a zvýšilo hmotnost vaječníků u určitých kmenů potkanů. 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 diabetu

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 ovlivnit 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 metabolismu 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 výzkumníci 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 proteinového diabetu: 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 chorob. 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].

▎ Relevantní citace

[1] Stremming J, White A, Donthi A, et al. Ovčí rekombinantní IGF-1 podporuje orgánově specifický růst u plodu ovcí. Hranice ve fyziologii 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. Nová demonstrace fyziologické/farmakologické role inzulinu podobného růstového faktoru-1 při ovulaci u potkanů ​​a působení na cumulus oophorus. Endokrinní 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10,1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, et al. IGF-1 inhibuje zánět a urychluje angiogenezi prostřednictvím signálních drah Ras/PI3K/IKK/NF-KB k podpoře hojení ran. European Journal of Pharmaceutical Sciences 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] White A, Stremming J, Boehmer BH, et al. Snížená glukózou stimulovaná sekrece inzulínu po 1týdenní infuzi IGF-1 u plodu ovcí v pozdním gestačním období je způsobena vnitřním defektem ostrůvků. American Journal of Physiology-Endocrinology and Diabetes 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] Bílá A, Stremming J, Hnědá LD, Rozance PJ. Oslabená glukózou stimulovaná sekrece inzulínu během akutní infuze IGF-1 LR3 do plodu ovcí nepřetrvává na izolovaných ostrůvcích. Journal of Developmental Origins of Health and Disease 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] Nwachukwu CU, Robinson RS, Woad KJ. Vliv systému růstového faktoru podobného inzulínu na luteinizační angiogenezi. Reprodukce a plodnost 2023; 4(2). DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. Genetické skóre osy inzulinového růstového faktoru a sportovní dokonalost. Journal of Strength and Conditioning Research 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102.

[8] Mao W. Vysoká exprese dlouhého řetězce Arg~3-IGF-1 v Pichia pastoris a její čištění a charakterizace. Bulletin Akademie vojenských lékařských věd 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. Aerobní cvičení a cvičení s odporem zmírňují atrofii kosterního svalstva prostřednictvím dráhy IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt u myší s infarktem myokardu. American Journal of Physiology-Cell Physiology 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

VŠECHNY ČLÁNKY A INFORMACE O PRODUKTECH POSKYTOVANÉ NA TOMTO WEBU JSOU VÝHRADNĚ PRO ŠÍŘENÍ INFORMACÍ A VZDĚLÁVACÍ ÚČELY.  

Produkty uvedené na této webové stránce jsou určeny výhradně pro výzkum in vitro. Výzkum in vitro (latinsky: *ve skle*, což znamená ve skle) se provádí mimo lidské tělo. Tyto produkty nejsou léčiva, nebyly schváleny americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a nesmějí být používány k prevenci, léčbě nebo léčbě jakéhokoli zdravotního stavu, nemoci nebo onemocnění. Vnášení těchto produktů do lidského nebo zvířecího těla v jakékoli formě je zákonem přísně zakázáno.