|
1 komplekt (10 viaali)
| Kogus: | |
|---|---|
▎ IGF-1 LR3 struktuur
Allikas: PubChem |
InChIKey: CRZOPHSORDIMRX-UHFFFAOYSA-N Molekulaarvalem: C 80H 154N 4O 6S2 Molekulmass: 1332,2 g/mol CASi number: 946870-92-4 PubChem CID: 168009904 |
▎ IGF-1 LR3 uurimine
Mis on IGF-1 LR3 uurimistöö taust?
IGF-1 LR3 uurimine tulenes vajadusest ületada loodusliku insuliinitaolise kasvufaktori 1 (IGF-1) piirangud. Rakkude kasvu, diferentseerumise ja metabolismi peamise regulaatorina näitab looduslik IGF-1 potentsiaali kudede parandamise, kasvu ja arengu uuringutes ning haigustesse sekkumises. Sellel on siiski olulisi puudusi: selle poolestusaeg kestab vaid paar tundi, mis viib kiire kliirensini in vivo. Lisaks seondub see tihedalt IGF-i siduvate valkudega, mille tulemuseks on väike osa vabadest aktiivsetest vormidest, mis ei suuda püsivat mõju avaldada. Need piirangud piirasid tõsiselt selle tõhusust eksperimentaalsetes uuringutes ja potentsiaalsetes rakendustes, ajendades teadlasi uurima parema jõudlusega struktuurselt modifitseeritud analooge.
Molekulaarbioloogia ja valgutehnoloogia tehnoloogiate edusammudega keskendusid uurimisrühmad IGF-1 täpsele muutmisele selle omaduste parandamiseks. IGF-1 struktuuri ja funktsiooni suhte põhjalike uuringute kaudu avastasid teadlased, et modifikatsioonid spetsiifilistes aminohappekohtades võivad mõjutada selle interaktsioone seonduvate valkude ja retseptoritega: glutamiinhappe asendamine positsioonis 3 arginiiniga ja 13 aminohappe lisamine N-otsa vähendab selle afiinsust IGF-i siduva valgu suhtes, vähendades samal ajal IGF-1 sidumisvormi. Samal ajal pikendas struktuurne optimeerimine molekuli metaboolset tsüklit in vivo, saades lõpuks 83 aminohappega IGF-1 LR3. Selle tulemusena pikenes poolväärtusaeg 20–30 tunnini ja suurenes tugevus ligikaudu kolm korda.
Mis on IGF-1 LR3 toimemehhanism?
Rakkude proliferatsioon ja diferentseerumine
Müoblastide proliferatsiooni stimuleerimine: loote arengu ajal soodustab IGF-1 LR3 oluliselt skeletilihaste müoblastide vohamist. Näiteks näitasid hilise tiinuse lambaloodete uuringud, et pärast ühenädalast IGF-1 LR3 infusiooni suurenes skeletilihaste müoblastide proliferatsiooni määr oluliselt (P < 0,05). See näitab, et IGF-1 LR3 toimib otseselt müoblastidele, et edendada rakutsüklit, võimaldades rohkematel müoblastidel siseneda proliferatiivsesse olekusse ja pakkudes seeläbi täiendavaid rakulisi allikaid lihaskoe kasvuks ja arenguks [1].
Folliikulite arengu mõjutamine: munasarjade füsioloogia ajal osaleb IGF-1 LR3 folliikulite kasvu ja arengu reguleerimises. Roti superovulatsiooni mudelis suurendas IGF-1 LR3 koosmanustamine gonadotropiinidega teatud roti tüvedel ovulatsiooni määra ja munasarjade massi suurenemist. See viitab sellele, et IGF-1 LR3 võib mõjutada folliikulite küpsemist ja ovulatsiooni, reguleerides granuloosrakkude proliferatsiooni ja diferentseerumist, mõjutades seeläbi reproduktiivset funktsiooni [2].
Ainevahetuse reguleerimine
Toitainete omandamine ja kasutamine: pärast IGF-1 LR3 infusiooni tiinuse hilises staadiumis talle loodetele täheldati nabanööri aminohapete omastamise määra vähenemist koos madalamate loote aminohapete kontsentratsioonidega, vaatamata sarnasele loote valkude vahetuskiirusele. See viitab sellele, et IGF-1 LR3 võib mõjutada loote toitainete omastamist ja kasutusmustreid, võimaldades piiratud toitainete tõhusamat kasutamist, et toetada elundispetsiifilist kasvu, mitte suurendada loote toitainetega varustatust platsenta verevoolu või toitainete ülekande stimuleerimise kaudu [2].
Joonis 1 IGF-1 inhibeerib põletikku ja kiirendab angiogeneesi Ras/PI3K/IKK/NF-κB signaaliradade kaudu, et soodustada haavade paranemist [3].
Insuliini sekretsiooni pärssimine: IGF-1 LR3 või soolalahuse infusioon hilises tiinusjärgus talledele näitas plasma insuliinikontsentratsiooni vähenemist IGF-1 LR3-ga infundeeritud talledel. Lisaks vähenes insuliini sekretsioon hüperglükeemiliste klambrikatsete ajal võrreldes kontrollidega. See viitab sellele, et IGF-1 LR3 võib insuliini sekretsiooni pärssimiseks toimida otseselt pankrease β-rakkudele. Täiendavad uuringud isoleeritud lootesaartega näitasid, et IGF-1 LR3-ga infundeeritud tallede saarekestel oli insuliini sekretsioon püsivalt madal vastuseks in vitro glükoosi stimulatsioonile, mis viitab sellele, et IGF-1 LR3 võib esile kutsuda sisemisi defekte pankrease β-rakkudes, mis kahjustab normaalset insuliini sekretsiooni funktsiooni [4,5].
Angiogeneesi reguleerimine
Roll munasarjade angiogeneesis: veiste luteiniseeritud folliikulite angiogeneesi kultuurikatsetes uuriti IGF-1 LR3 mõju luteiniseerunud folliikulite endoteelirakkude (EC) võrkudele ja progesterooni tootmisele. Tulemused näitasid piiratud mõju EÜ kasvuparameetritele, kuid rakkude proliferatsiooni kerget suurenemist (3–5%). Seevastu IGF-1 LR3 avaldas progesterooni tootmisele erinevat mõju, samas kui IGF-1 retseptori antagonist pikropodofülliin (PPP) vähendas oluliselt nii EÜ kasvuparameetreid kui ka progesterooni kontsentratsiooni. See viitab sellele, et IGF-1 LR3 võib IGF-1 retseptori signaaliraja kaudu moduleerida vaskularisatsiooni ja progesterooni tootmist luteiniseerunud folliikulites, säilitades seeläbi munasarjade funktsiooni ja viljakuse [6].
Millised on IGF-1 LR3 rakendused?
Loomade kasvu ja arendamise uurimine ja rakendused
Loote elundite kasvu soodustamine: katsetes hilise tiinuse lamba loodetega suurendas IGF-1 LR3 infusioon oluliselt loote elundite kasvu, soodustades selliste elundite nagu süda, neerud, põrn ja neerupealised arengut. See näitab, et IGF-1 LR3 mängib otsustavat rolli loote elundite arenguprotsesside reguleerimisel, aidates kaasa loote kasvu ja arengu regulatsioonimehhanismide sügavamale mõistmisele. See pakub teoreetilist tuge ja praktilisi juhiseid loomade paljunemisvõime parandamiseks ja järglaste ellujäämise määra suurendamiseks [1].
Skeletilihaste müoblastide proliferatsiooni stimuleerimine: Uuringud näitavad, et IGF-1 LR3 stimuleerib skeletilihaste müoblastide proliferatsiooni. Loote lammaste katsetes suurendas IGF-1 LR3 infusioon märkimisväärselt müoblastide proliferatsiooni aktiivsust [1].
Diabeedi ja sellega seotud haiguste uuringud
Mõju hindamine insuliini sekretsioonile: IGF-1 LR3 infusiooniga seotud katsed tallede lootel näitas loote plasma insuliinikontsentratsiooni vähenemist. Hüperglükeemiliste klambrikatsete ajal oli insuliinitase IGF-1 LR3-ga töödeldud tallede lootetel 66% madalam kui kontrollidel. See nähtus näitab potentsiaalset seost IGF-1 LR3 ja insuliini sekretsiooni vahel, pakkudes olulisi vihjeid diabeedi patogeneesi uurimiseks ja uute ravistrateegiate väljatöötamiseks [5].
Korrelatsioon sportliku sooritusega: Iisraeli eliitjooksjate ja ujujate uuringud näitasid, et IGF1 geeni polümorfismid on korrelatsioonis ringleva IGF1 tasemega ja et sprinterite IGF geneetiline skoor (IGF-GS) on seotud sportliku sooritusega. Eliitsprinteritel oli oluliselt kõrgem keskmine IGF-GS skoor kui riiklikul tasemel sprinteritel ja kõrgetasemelistel lühimaaujujatel. See viitab sellele, et IGF-1 süsteem võib mängida maapealses kiirusspordis otsustavat rolli. Kuigi on endiselt ebakindel, kas IGF-GS-i saab kasutada eliitsprinterite varajaseks valimiseks, pakub see uusi võimalusi sportlaste valikuks ja treeninguteks. Tulevased uuringud võivad võimaldada välja töötada sihipärasemaid treeningprogramme, et parandada sportlikku jõudlust, jälgides ja analüüsides sportlaste IGF-1-ga seotud markereid [7].
Teadusuuringud rakubioloogia ja põhimeditsiini alal
Rakkude proliferatsiooni reguleerimise uurimine: IGF-1 LR3 omab võimet stimuleerida rakkude proliferatsiooni. In vitro katsed näitavad selle tõhusat NIH 3T3 rakkude proliferatsiooni stimuleerimist. See muudab IGF-1 LR3 väärtuslikuks vahendiks rakkude proliferatsiooni reguleerimise mehhanismide uurimiseks. Jälgides IGF-1 LR3 mõju proliferatsioonile erinevates rakuliinides, saavad teadlased ülevaate fundamentaalsetest bioloogilistest protsessidest, nagu rakutsükli reguleerimine ja signaalirajad, luues teoreetilise aluse onkoloogia, regeneratiivse meditsiini ja sarnaste valdkondade uuringutele [8]..
Apoptoosi ja valkude metabolismi uuringud: vesinikperoksiidiga töödeldud C2C12 rakkude uuringutes moduleerib IGF-1 (sealhulgas selle analoog IGF-1 LR3) raku valkude sünteesi ja lagunemise tasakaalu, inhibeerides üles Pax7, müogeenseid regulatoorseid tegureid (MRF-e), mTOR-i ja P70S6K ning vähendades sellega MuRFx1K-d ja MAF-i reguleerib tasakaalu valkude sünteesi ja lagunemise vahel. See aitab kaasa rakkude ellujäämis- ja surmamehhanismide sügavamale mõistmisele stressitingimustes, samuti valkude metabolismi reguleerivate võrgustike kohta, pakkudes uusi sihtmärke ja teadmisi seotud haiguste raviks [9].
Järeldus
IGF-1 LR3 kui insuliinitaolise kasvufaktori 1 sünteetiline pikatoimeline analoog, soodustab loote südames ja neerupealistes organispetsiifilist kasvu, aktiveerides selliseid signaaliradu nagu PI3K/Akt ja MAPK. See stimuleerib skeletilihaste müoblastide proliferatsiooni ja valkude sünteesi, reguleerib ainevahetust, säilitab skeletilihaste tervist ja aitab taastuda treeningutest põhjustatud vigastustest.
Autori kohta
Kõik ülalmainitud materjalid on uurinud, toimetanud ja koostanud Cocer Peptides.
Teadusajakirja autor
Feng L on teadlane, kes keskendub treeningfüsioloogiale ja südame-veresoonkonna tervisele. Nende akadeemiline töö keskendub peamiselt erinevate treeningvormide regulatiivse mõju uurimisele füsioloogilistele funktsioonidele, eriti treeningu ja keha molekulaarsete mehhanismide koostoimele, mis on seotud lihaste tervise ja südame-veresoonkonna haiguste taastumisega. Dr Feng kasutab põhjalike uuringute läbiviimiseks sageli prekliiniliste uurimismudelite ja molekulaarbioloogia tehnikate kombinatsiooni. Feng L on loetletud tsitaadi viites [9].
