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1 Kits (10 Fläschchen)
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▎ IGF-1 LR3 -Struktur
Quelle: PubChem |
InChIKey: CRZOPHSORDIMRX-UHFFFAOYSA-N Summenformel: C 80H 154N 4O 6S2 Molekulargewicht: 1332,2 g/mol CAS-Nummer: 946870-92-4 PubChem-CID: 168009904 |
▎ IGF-1 LR3 -Forschung
Was ist der Forschungshintergrund von IGF-1 LR3?
Die Forschung zu IGF-1 LR3 entstand aus der Notwendigkeit, die Einschränkungen des natürlichen insulinähnlichen Wachstumsfaktors 1 (IGF-1) zu überwinden. Als wichtiger Regulator des Zellwachstums, der Differenzierung und des Stoffwechsels zeigt natürliches IGF-1 Potenzial für die Gewebereparatur, Wachstums- und Entwicklungsstudien sowie die Intervention bei Krankheiten. Allerdings weist es erhebliche Nachteile auf: Seine Halbwertszeit beträgt nur wenige Stunden, was zu einer schnellen Clearance in vivo führt. Darüber hinaus bindet es fest an IGF-bindende Proteine, was zu einem geringen Anteil an freien, aktiven Formen führt, die Schwierigkeiten haben, nachhaltige Wirkungen zu entfalten. Diese Einschränkungen schränkten seine Wirksamkeit in der experimentellen Forschung und möglichen Anwendungen erheblich ein und veranlassten Wissenschaftler, strukturell modifizierte Analoga mit verbesserter Leistung zu erforschen.
Aufgrund der Fortschritte in der Molekularbiologie und den Protein-Engineering-Technologien konzentrierten sich die Forschungsteams auf die präzise Modifikation von IGF-1, um seine Eigenschaften zu verbessern. Durch eingehende Untersuchungen der Struktur-Funktions-Beziehung von IGF-1 haben Forscher herausgefunden, dass Modifikationen an bestimmten Aminosäurestellen seine Wechselwirkungen mit Bindungsproteinen und Rezeptoren beeinflussen können: Der Ersatz von Glutaminsäure an Position 3 durch Arginin und das Hinzufügen von 13 Aminosäuren zum N-Terminus verringert seine Affinität für IGF-bindendes Protein, wodurch inaktive Bindungsformen verringert und gleichzeitig die Bindung an den IGF-1-Rezeptor verbessert werden. Gleichzeitig verlängerte die Strukturoptimierung den Stoffwechselzyklus des Moleküls in vivo und führte schließlich zu IGF-1 LR3 mit 83 Aminosäuren. Dies führte zu einer auf 20–30 Stunden verlängerten Halbwertszeit und einer etwa dreifach erhöhten Wirksamkeit.
Was ist der Wirkungsmechanismus von IGF-1 LR3?
Zellproliferation und -differenzierung
Stimulation der Myoblastenproliferation: Während der fetalen Entwicklung fördert IGF-1 LR3 erheblich die Proliferation von Skelettmuskelmyoblasten. Beispielsweise zeigten Studien an Lammfeten in der Spätträchtigkeit, dass nach einer Woche IGF-1-LR3-Infusion die Myoblastenproliferationsraten der Skelettmuskulatur signifikant anstiegen (P < 0,05). Dies deutet darauf hin, dass IGF-1 LR3 direkt auf Myoblasten einwirkt, um den Zellzyklus voranzutreiben, wodurch mehr Myoblasten in den proliferativen Zustand gelangen und dadurch zusätzliche zelluläre Quellen für das Wachstum und die Entwicklung von Muskelgewebe bereitgestellt werden [1].
Beeinflussung der Follikelentwicklung: Während der Eierstockphysiologie ist IGF-1 LR3 an der Regulierung des Follikelwachstums und der Follikelentwicklung beteiligt. In einem Ratten-Superovulationsmodell steigerte die gleichzeitige Verabreichung von IGF-1 LR3 mit Gonadotropinen die Ovulationsraten weiter und erhöhte das Eierstockgewicht bei bestimmten Rattenstämmen. Dies deutet darauf hin, dass IGF-1 LR3 die Follikelreifung und den Eisprung beeinflussen kann, indem es die Proliferation und Differenzierung von Granulosazellen reguliert und dadurch die Fortpflanzungsfunktion beeinflusst [2].
Regulierung des Stoffwechsels
Nährstoffaufnahme und -verwertung: Nach der IGF-1-LR3-Infusion bei Lammfeten in der Spätträchtigkeit wurden trotz ähnlicher fetaler Proteinumsatzraten eine verringerte Aminosäureaufnahme in der Nabelschnur sowie niedrigere fetale Aminosäurekonzentrationen beobachtet. Dies deutet darauf hin, dass IGF-1 LR3 die Nährstoffaufnahme- und -verwertungsmuster des Fötus beeinflussen kann, was eine effizientere Nutzung begrenzter Nährstoffe zur Unterstützung des organspezifischen Wachstums ermöglicht, anstatt die Nährstoffversorgung des Fötus durch die Durchblutung der Plazenta oder die Stimulation des Nährstofftransfers zu erhöhen [2].
Abbildung 1 IGF-1 hemmt Entzündungen und beschleunigt die Angiogenese über Ras/PI3K/IKK/NF-κB-Signalwege, um die Wundheilung zu fördern [3].
Hemmung der Insulinsekretion: Die Infusion von IGF-1 LR3 oder Kochsalzlösung in fötale Lämmer in der Spätträchtigkeit ergab verringerte Plasmainsulinkonzentrationen bei mit IGF-1 LR3 infundierten Lämmern. Darüber hinaus war die Insulinsekretion während hyperglykämischer Clamp-Experimente im Vergleich zu Kontrollen verringert. Dies deutet darauf hin, dass IGF-1 LR3 direkt auf die β-Zellen der Bauchspeicheldrüse einwirken könnte, um die Insulinsekretion zu hemmen. Weitere Studien an isolierten fötalen Inseln ergaben, dass Inseln von mit IGF-1 LR3 infundierten Lämmern als Reaktion auf die In-vitro-Glukosestimulation eine anhaltend niedrige Insulinsekretion zeigten, was darauf hindeutet, dass IGF-1 LR3 intrinsische Defekte in den β-Zellen der Bauchspeicheldrüse hervorrufen und die normale Insulinsekretionsfunktion beeinträchtigen könnte [4,5].
Angiogenese-Regulierung
Rolle bei der Angiogenese der Eierstöcke: In Kulturexperimenten zur Angiogenese luteinisierter Follikel bei Rindern wurden die Auswirkungen von IGF-1 LR3 auf Netzwerke luteinisierter Follikel-Endothelzellen (EC) und die Progesteronproduktion untersucht. Die Ergebnisse zeigten einen begrenzten Einfluss auf die EC-Wachstumsparameter, jedoch einen leichten Anstieg der Zellproliferation (3–5 %). Umgekehrt übte IGF-1 LR3 unterschiedliche Auswirkungen auf die Progesteronproduktion aus, wohingegen der IGF-1-Rezeptorantagonist Picropodophyllin (PPP) sowohl die EC-Wachstumsparameter als auch die Progesteronkonzentrationen signifikant reduzierte. Dies deutet darauf hin, dass IGF-1 LR3 die Vaskularisierung und Progesteronproduktion in luteinisierten Follikeln über den IGF-1-Rezeptor-Signalweg modulieren und dadurch die Funktion und Fruchtbarkeit der Eierstöcke aufrechterhalten kann [6].
Welche Anwendungen gibt es von IGF-1 LR3?
Forschung und Anwendungen zu Tierwachstum und -entwicklung
Förderung des fötalen Organwachstums: In Experimenten mit Lammföten in der Spätträchtigkeit steigerte die Infusion von IGF-1 LR3 das fötale Organwachstum deutlich und förderte die Entwicklung von Organen wie Herz, Nieren, Milz und Nebennieren. Dies deutet darauf hin, dass IGF-1 LR3 eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Organentwicklungsprozesse des Fötus spielt und zu einem tieferen Verständnis der fetalen Wachstums- und Entwicklungsregulationsmechanismen beiträgt. Es bietet theoretische Unterstützung und praktische Anleitung zur Verbesserung der Fortpflanzungsleistung von Tieren und zur Verbesserung der Überlebensraten der Nachkommen [1].
Stimulation der Myoblastenproliferation in der Skelettmuskulatur: Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass IGF-1 LR3 die Myoblastenproliferation in der Skelettmuskulatur stimuliert. In Experimenten mit fötalen Schafen steigerte die IGF-1-LR3-Infusion die Myoblastenproliferationsaktivität deutlich [1].
Forschung zu Diabetes und verwandten Krankheiten
Bewertung der Auswirkungen auf die Insulinsekretion: Experimente mit IGF-1 LR3-Infusion bei fötalen Lämmern zeigten eine Verringerung der fetalen Plasmainsulinkonzentrationen. Während hyperglykämischer Clamp-Experimente waren die Insulinspiegel bei mit IGF-1 LR3 behandelten fötalen Lämmern um 66 % niedriger als bei den Kontrollen. Dieses Phänomen weist auf einen möglichen Zusammenhang zwischen IGF-1 LR3 und der Insulinsekretion hin und liefert wichtige Hinweise für die Untersuchung der Pathogenese von Diabetes und die Entwicklung neuer Therapiestrategien [5].
Korrelation mit sportlicher Leistung: Untersuchungen an israelischen Spitzenläufern und -schwimmern ergaben, dass IGF1-Genpolymorphismen mit zirkulierenden IGF1-Spiegeln korrelieren und dass der genetische IGF-Score (IGF-GS) von Sprintern mit sportlicher Leistung zusammenhängt. Elite-Sprinter wiesen deutlich höhere durchschnittliche IGF-GS-Werte auf als Sprinter auf nationaler Ebene und Kurzstreckenschwimmer auf hohem Niveau. Dies deutet darauf hin, dass das IGF-1-System im terrestrischen Geschwindigkeitssport eine entscheidende Rolle spielen könnte. Während es weiterhin ungewiss ist, ob IGF-GS für die frühe Auswahl von Elite-Sprintern verwendet werden kann, bietet es neue Möglichkeiten für die Athletenauswahl und Trainingsinterventionen. Zukünftige Forschung könnte die Entwicklung gezielterer Trainingsprogramme zur Verbesserung der sportlichen Leistung durch die Überwachung und Analyse von IGF-1-bezogenen Markern bei Sportlern ermöglichen [7].
Forschung in Zellbiologie und Grundlagenmedizin
Forschung zur Regulierung der Zellproliferation: IGF-1 LR3 besitzt die Fähigkeit, die Zellproliferation zu stimulieren. In-vitro-Experimente belegen die wirksame Stimulation der NIH-3T3-Zellproliferation. Dies macht IGF-1 LR3 zu einem wertvollen Werkzeug zur Untersuchung der Regulationsmechanismen der Zellproliferation. Durch die Beobachtung der Auswirkungen von IGF-1 LR3 auf die Proliferation über verschiedene Zelllinien hinweg können Forscher Einblicke in grundlegende biologische Prozesse wie die Regulierung des Zellzyklus und Signalwege gewinnen und so eine theoretische Grundlage für Studien in der Onkologie, regenerativen Medizin und verwandten Bereichen liefern [8].
Apoptose- und Proteinstoffwechselforschung: In Studien an mit Wasserstoffperoxid behandelten C2C12-Zellen moduliert IGF-1 (einschließlich seines Analogons IGF-1 LR3) die zelluläre Proteinsynthese und das Abbaugleichgewicht, indem es Pax7, myogene Regulierungsfaktoren (MRFs), mTOR und P70S6K hochreguliert, MuRF1 und MAFbx reduziert und Apoptose hemmt, wodurch das Gleichgewicht zwischen Proteinsynthese und -abbau reguliert wird. Dies trägt zu einem tieferen Verständnis der zellulären Überlebens- und Todesmechanismen unter Stressbedingungen sowie der regulatorischen Netzwerke des Proteinstoffwechsels bei und bietet neue Ziele und Erkenntnisse für die Behandlung verwandter Krankheiten [9].
Abschluss
IGF-1 LR3 fördert als synthetisches, langwirksames Analogon des insulinähnlichen Wachstumsfaktors 1 das organspezifische Wachstum im fetalen Herzen und in den Nebennieren, indem es Signalwege wie PI3K/Akt und MAPK aktiviert. Es stimuliert die Myoblastenproliferation der Skelettmuskulatur und die Proteinsynthese, reguliert den Stoffwechsel, erhält die Gesundheit der Skelettmuskulatur und unterstützt die Genesung nach durch körperliche Betätigung verursachten Verletzungen.
Über den Autor
Die oben genannten Materialien wurden alle von Cocer Peptides recherchiert, bearbeitet und zusammengestellt.
Autor wissenschaftlicher Zeitschriften
Feng L ist ein Forscher mit den Schwerpunkten Trainingsphysiologie und Herz-Kreislauf-Gesundheit. Ihre akademische Arbeit konzentriert sich hauptsächlich auf die Erforschung der regulatorischen Auswirkungen verschiedener Trainingsformen auf physiologische Funktionen, insbesondere auf die Wechselwirkung zwischen Training und den molekularen Mechanismen des Körpers im Zusammenhang mit der Muskelgesundheit und der Genesung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Dr. Feng nutzt häufig eine Kombination aus präklinischen Forschungsmodellen und molekularbiologischen Techniken, um eingehende Studien durchzuführen. Feng L ist in der Quellenangabe aufgeführt [9].
