IGF-1 LR3 1 mg

▎ IGF-1 LR3 Struktura

▎ IGF-1 LR3 Istraživanje

Koja je pozadina istraživanja IGF-1 LR3?

Istraživanje IGF-1 LR3 proizašlo je iz potrebe da se prevladaju ograničenja prirodnog faktora rasta 1 (IGF-1) sličnog inzulinu. Kao ključni regulator staničnog rasta, diferencijacije i metabolizma, prirodni IGF-1 pokazuje potencijal u popravljanju tkiva, studijama rasta i razvoja te intervencijama kod bolesti. Međutim, ima značajne nedostatke: njegov poluživot traje samo nekoliko sati, što dovodi do brzog uklanjanja in vivo. Nadalje, čvrsto se veže na proteine ​​koji vežu IGF, što rezultira niskim udjelom slobodnih, aktivnih oblika koji se bore za postizanje dugotrajnih učinaka. Ta su ograničenja ozbiljno ograničila njegovu učinkovitost u eksperimentalnim istraživanjima i potencijalnim primjenama, tjerajući znanstvenike da istražuju strukturno modificirane analoge s poboljšanim performansama.

S napretkom u molekularnoj biologiji i tehnologijama proteinskog inženjeringa, istraživački timovi usredotočili su se na preciznu modifikaciju IGF-1 kako bi poboljšali njegova svojstva. Kroz dubinske studije odnosa strukture i funkcije IGF-1, istraživači su otkrili da modifikacije na određenim aminokiselinskim mjestima mogu utjecati na njegove interakcije s veznim proteinima i receptorima: zamjena glutaminske kiseline na poziciji 3 s argininom i dodavanje 13 aminokiselina na N-terminus smanjuje njegov afinitet za IGF-vezujući protein, smanjujući neaktivne vezne oblike dok povećava vezanje za IGF-1 receptor. Istodobno, strukturna optimizacija produžila je metabolički ciklus molekule in vivo, dajući u konačnici IGF-1 LR3 s 83 aminokiseline. To je rezultiralo produljenjem poluživota na 20-30 sati i približno trostruko povećanom snagom.

Koji je mehanizam djelovanja IGF-1 LR3?

Stanična proliferacija i diferencijacija

Stimulacija proliferacije mioblasta: Tijekom fetalnog razvoja, IGF-1 LR3 značajno potiče proliferaciju mioblasta skeletnih mišića. Na primjer, studije na janjećim fetusima u kasnoj gestaciji otkrile su da su nakon tjedan dana infuzije IGF-1 LR3 stope proliferacije mioblasta skeletnih mišića značajno porasle (P <0,05). To ukazuje da IGF-1 LR3 izravno djeluje na mioblaste kako bi unaprijedio stanični ciklus, omogućujući većem broju mioblasta da uđu u proliferativno stanje i time osiguravaju dodatne stanične izvore za rast i razvoj mišićnog tkiva ^[1].

Utjecaj na razvoj folikula: Tijekom fiziologije jajnika, IGF-1 LR3 sudjeluje u regulaciji rasta i razvoja folikula. U modelu superovulacije štakora, istodobna primjena IGF-1 LR3 s gonadotropinima dodatno je povećala stope ovulacije i povećanu težinu jajnika u određenih sojeva štakora. Ovo sugerira da IGF-1 LR3 može utjecati na sazrijevanje folikula i ovulaciju reguliranjem proliferacije i diferencijacije granuloznih stanica, čime utječe na reproduktivnu funkciju ^[2].

Regulacija metabolizma

Pribavljanje i iskorištavanje hranjivih tvari: Nakon infuzije IGF-1 LR3 kod fetusa janjetine u kasnoj gestaciji, opažene su smanjene stope unosa aminokiselina iz pupkovine uz niže koncentracije fetalnih aminokiselina, unatoč sličnim stopama izmjene fetalnih proteina. Ovo sugerira da IGF-1 LR3 može utjecati na uzorke unosa i iskorištavanja hranjivih tvari u fetusu, omogućujući učinkovitiju iskorištavanje ograničenih hranjivih tvari za podržavanje rasta specifičnog organa, umjesto povećanja opskrbe fetalnih hranjivih tvari kroz placentni protok krvi ili stimulaciju prijenosa hranjivih tvari ^[2].

Slika 1 IGF-1 inhibira upalu i ubrzava angiogenezu putem Ras/PI3K/IKK/NF-κB signalnih putova za poticanje zacjeljivanja rana ^[3].

Inhibicija izlučivanja inzulina: Infuzija IGF-1 LR3 ili fiziološke otopine u fetalnu janjad u kasnoj gestaciji otkrila je smanjene koncentracije inzulina u plazmi u janjadi koja je dobila infuziju IGF-1 LR3. Dodatno, lučenje inzulina tijekom hiperglikemijskih stezaljki eksperimenata bilo je smanjeno u usporedbi s kontrolama. Ovo sugerira da IGF-1 LR3 može izravno djelovati na β-stanice gušterače da inhibira izlučivanje inzulina. Daljnje studije na izoliranim fetalnim otočićima otkrile su da otočići iz janjadi koja su primala IGF-1 LR3 pokazuju trajno nisko izlučivanje inzulina kao odgovor na in vitro stimulaciju glukoze, što sugerira da IGF-1 LR3 može inducirati intrinzične defekte u β-stanicama gušterače, oštećujući normalnu funkciju izlučivanja inzulina ^[4,5].

Regulacija angiogeneze

Uloga u angiogenezi jajnika: U eksperimentima kulture angiogeneze luteiniziranog folikula goveda, istraživani su učinci IGF-1 LR3 na mreže endotelnih stanica luteiniziranog folikula (EC) i proizvodnju progesterona. Rezultati su pokazali ograničen utjecaj na parametre rasta EC, ali blagi porast u staničnoj proliferaciji (3-5%). Nasuprot tome, IGF-1 LR3 je pokazao različite učinke na proizvodnju progesterona, dok je antagonist IGF-1 receptora pikropodofilin (PPP) značajno smanjio i parametre rasta EC i koncentracije progesterona. Ovo sugerira da IGF-1 LR3 može modulirati vaskularizaciju i proizvodnju progesterona u luteiniziranim folikulima kroz signalni put IGF-1 receptora, čime se održava funkcija jajnika i plodnost ^[6].

Koje su primjene IGF-1 LR3?

Istraživanje i primjena rasta i razvoja životinja

Poticanje rasta fetalnih organa: U eksperimentima s janjećim fetusima kasne gestacije, infuzija IGF-1 LR3 značajno je povećala rast fetalnih organa, potičući razvoj organa kao što su srce, bubrezi, slezena i nadbubrežne žlijezde. To ukazuje da IGF-1 LR3 igra ključnu ulogu u regulaciji procesa razvoja fetalnih organa, pridonoseći dubljem razumijevanju regulacijskih mehanizama fetalnog rasta i razvoja. Pruža teoretsku podršku i praktične smjernice za poboljšanje reproduktivne učinkovitosti životinja i povećanje stope preživljavanja potomaka ^[1].

Stimulacija proliferacije mioblasta skeletnih mišića: Istraživanja pokazuju da IGF-1 LR3 stimulira proliferaciju mioblasta skeletnih mišića. U pokusima s fetalnim ovcama, infuzija IGF-1 LR3 značajno je pojačala aktivnost proliferacije mioblasta ^[1].

Istraživanje dijabetesa i srodnih bolesti

Procjena učinaka na lučenje inzulina: Eksperimenti koji uključuju infuziju IGF-1 LR3 u fetalne janjadi otkrili su smanjenje koncentracije inzulina u fetalnoj plazmi. Tijekom hiperglikemijskih stezaljki, razine inzulina u fetalnih janjadi tretiranih IGF-1 LR3 bile su 66% niže nego u kontrolama. Ovaj fenomen ukazuje na potencijalnu povezanost između IGF-1 LR3 i lučenja inzulina, pružajući važne tragove za proučavanje patogeneze dijabetesa i razvoj novih terapijskih strategija ^[5].

Korelacija sa atletskom izvedbom: Istraživanja na elitnim izraelskim trkačima i plivačima otkrila su da su polimorfizmi gena IGF1 u korelaciji s cirkulirajućim razinama IGF1 te da je IGF genetski rezultat (IGF-GS) sprintera povezan sa atletskom izvedbom. Elitni sprinteri pokazali su znatno više prosječne rezultate IGF-GS od sprintera na nacionalnoj razini i plivača visoke razine na kratke udaljenosti. Ovo sugerira da bi sustav IGF-1 mogao igrati ključnu ulogu u zemaljskim brzinskim sportovima. Iako ostaje neizvjesno može li se IGF-GS koristiti za rani odabir elitnih sprintera, on nudi nove mogućnosti za odabir sportaša i intervencije u treningu. Buduća istraživanja mogu omogućiti razvoj više ciljanih programa treninga za poboljšanje atletske izvedbe praćenjem i analizom markera povezanih s IGF-1 kod sportaša ^[7].

Istraživanja u staničnoj biologiji i temeljnoj medicini

Istraživanje regulacije stanične proliferacije: IGF-1 LR3 posjeduje sposobnost stimuliranja stanične proliferacije. In vitro pokusi pokazuju njegovu učinkovitu stimulaciju proliferacije NIH 3T3 stanica. Ovo čini IGF-1 LR3 vrijednim alatom za istraživanje mehanizama regulacije stanične proliferacije. Promatrajući učinke IGF-1 LR3 na proliferaciju kroz različite stanične linije, istraživači mogu steći uvid u temeljne biološke procese kao što su regulacija staničnog ciklusa i signalni putovi, pružajući teorijsku osnovu za studije u onkologiji, regenerativnoj medicini i srodnim područjima ^[8].

Istraživanje apoptoze i metabolizma proteina: U studijama stanica C2C12 tretiranih vodikovim peroksidom, IGF-1 (uključujući njegov analogni IGF-1 LR3) modulira staničnu sintezu proteina i ravnotežu razgradnje reguliranjem Pax7, miogenih regulatornih čimbenika (MRF), mTOR i P70S6K, smanjenjem MuRF1 i MAFbx i inhibicijom apoptozu, čime se regulira ravnoteža između sinteze i razgradnje proteina. To pridonosi dubljem razumijevanju staničnih mehanizama preživljavanja i smrti u uvjetima stresa, kao i regulatornih mreža metabolizma proteina, nudeći nove ciljeve i uvide u liječenje povezanih bolesti ^[9].

Zaključak

IGF-1 LR3, kao sintetski dugodjelujući analog faktora rasta 1 sličnog inzulinu, potiče organski specifičan rast u fetalnom srcu i nadbubrežnim žlijezdama aktiviranjem signalnih puteva kao što su PI3K/Akt i MAPK. Potiče proliferaciju mioblasta skeletnih mišića i sintezu proteina, regulira metabolizam, održava zdravlje skeletnih mišića i pomaže oporavak od ozljeda izazvanih vježbanjem.

O autoru

Sve gore navedene materijale istražio je, uredio i sastavio Cocer Peptides.

Autor znanstvenog časopisa

Feng L je istraživač koji se usredotočuje na područje fiziologije vježbanja i kardiovaskularnog zdravlja. Njihov akademski rad uglavnom je usredotočen na istraživanje regulatornih učinaka različitih oblika vježbanja na fiziološke funkcije, posebice interakcije između vježbanja i tjelesnih molekularnih mehanizama povezanih sa zdravljem mišića i oporavkom od kardiovaskularnih bolesti. Dr. Feng često usvaja kombinaciju predkliničkih istraživačkih modela i tehnika molekularne biologije za provođenje dubinskih studija. Feng L je naveden u referenci citata [9].

▎ Relevantni citati

[1] Stremming J, White A, Donthi A, et al. Ovčji rekombinantni IGF-1 potiče rast specifičan za organe kod fetalnih ovaca. Frontiers in Physiology 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. Nova demonstracija fiziološke/farmakološke uloge inzulinu sličnog faktora rasta-1 u ovulaciji kod štakora i djelovanja na kumulus oophorus. Endocrine 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, et al. IGF-1 inhibira upalu i ubrzava angiogenezu putem Ras/PI3K/IKK/NF-κB signalnih putova za poticanje zacjeljivanja rana. European Journal of Pharmaceutical Sciences 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] White A, Stremming J, Boehmer BH, et al. Smanjeno izlučivanje inzulina stimulirano glukozom nakon 1-tjedne infuzije IGF-1 u fetalnih ovaca u kasnoj gestaciji posljedica je intrinzičnog defekta otočića. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] White A, Stremming J, Brown LD, Rozance PJ. Oslabljeno izlučivanje inzulina stimulirano glukozom tijekom akutne infuzije IGF-1 LR3 u fetalne ovce ne perzistira u izoliranim otočićima. 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. Učinak sustava faktora rasta sličnog inzulinu na luteinizirajuću angiogenezu. Reprodukcija i plodnost 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. Insulin-like Growth Factor Axis Genetic Score and Sports Excellence. Journal of Strength and Conditioning Research 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102.

[8] Mao W. Visoka razina ekspresije dugolančanog Arg~3-IGF-1 u Pichia pastoris i njegovo pročišćavanje i karakterizacija. Glasnik Akademije vojnomedicinskih znanosti 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. Aerobne vježbe i vježbe otpora ublažavaju atrofiju skeletnih mišića kroz put IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt kod miševa s infarktom miokarda. American Journal of Physiology-Cell Physiology 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

SVI ČLANCI I INFORMACIJE O PROIZVODIMA PRUŽENE NA OVOM WEB STRANICU SU ISKLJUČIVO ZA ŠIRENJE INFORMACIJA I U EDUKATIVNE SVRHE.  

Proizvodi koji se nalaze na ovoj web stranici namijenjeni su isključivo in vitro istraživanjima. Istraživanja in vitro (latinski: *in glass*, što znači u staklenom posuđu) provode se izvan ljudskog tijela. Ovi proizvodi nisu lijekovi, nisu odobreni od strane američke Uprave za hranu i lijekove (FDA) i ne smiju se koristiti za prevenciju, liječenje ili liječenje bilo kojeg medicinskog stanja, bolesti ili bolesti. Zakonom je strogo zabranjeno unošenje ovih proizvoda u organizam čovjeka ili životinje u bilo kojem obliku.