IGF-1 LR3 1mg

▎ IGF-1 LR3 の構造

出典: PubChem

InChIKey : CRZOPHSORDIMRX-UHFFFAOYSA-N 分子式: C 80H 154N 4O 6S2 分子量: 1332.2 g/mol CAS 番号: 946870-92-4 PubChem CID：168009904

▎ IGF-1 LR3 研究

IGF-1 LR3の研究背景は何ですか?

IGF-1 LR3 に関する研究は、天然のインスリン様成長因子 1 (IGF-1) の限界を克服する必要性から始まりました。天然の IGF-1 は、細胞の成長、分化、代謝の重要な調節因子として、組織修復、成長と発達の研究、および疾患介入において潜在力を示しています。しかし、これには重大な欠点があります。半減期が数時間しかないため、生体内で急速にクリアランスされてしまいます。さらに、IGF 結合タンパク質に強く結合するため、持続的な効果を発揮するのが難しい遊離の活性型の割合が低くなります。これらの制限により、実験研究や潜在的な応用におけるその有効性が大幅に制限され、科学者は性能が向上した構造的に修飾された類似体を探索するようになりました。

分子生物学とタンパク質工学技術の進歩により、研究チームはIGF-1を正確に改変してその特性を改善することに焦点を当てました。研究者らは、IGF-1の構造と機能の関係についての詳細な研究を通じて、特定のアミノ酸部位の修飾が結合タンパク質や受容体との相互作用に影響を与える可能性があることを発見した。3位のグルタミン酸をアルギニンに置き換え、N末端に13個のアミノ酸を追加すると、IGF結合タンパク質に対する親和性が低下し、不活性な結合形態が減少する一方、IGF-1受容体への結合が強化される。同時に、構造最適化により生体内での分子の代謝サイクルが延長され、最終的に 83 個のアミノ酸を含む IGF-1 LR3 が得られました。これにより、半減期が 20 ～ 30 時間に延長され、効力が約 3 倍増加しました。

IGF-1 LR3 の作用機序は何ですか?

細胞の増殖と分化

筋芽細胞の増殖の刺激: 胎児の発育中、IGF-1 LR3 は骨格筋筋芽細胞の増殖を大幅に促進します。例えば、妊娠後期の子羊の胎児に関する研究では、IGF-1 LR3 注入の 1 週間後、骨格筋筋芽細胞の増殖率が有意に増加したことが明らかになりました (P < 0.05)。これは、IGF-1 LR3 が筋芽細胞に直接作用して細胞周期を進め、より多くの筋芽細胞が増殖状態に入ることができるようにし、それによって筋肉組織の成長と発達のための追加の細胞源を提供することを示しています^[1].

卵胞の発育への影響: 卵巣の生理中に、IGF-1 LR3 は卵胞の成長と発育の調節に関与します。ラット過排卵モデルでは、IGF-1 LR3 とゴナドトロピンを同時投与すると、特定のラット系統で排卵率がさらに上昇し、卵巣重量が増加しました。これは、IGF-1 LR3 が顆粒膜細胞の増殖と分化を調節することで卵胞の成熟と排卵に影響を及ぼし、それによって生殖機能に影響を与える可能性があることを示唆しています^[2].

代謝の調節

栄養素の獲得と利用: 妊娠後期の子羊胎児に IGF-1 LR3 を注入した後、胎児タンパク質の代謝回転速度は同様であるにもかかわらず、臍帯アミノ酸取り込み速度の低下と、胎児アミノ酸濃度の低下が観察されました。これは、IGF-1 LR3が胎児の栄養素の摂取と利用パターンに影響を与え、胎盤の血流や栄養伝達刺激を通じて胎児の栄養供給を増加させるのではなく、限られた栄養素をより効率的に利用して臓器特異的な成長をサポートできることを示唆しています^[2]。.

図 1 IGF-1 は炎症を抑制し、Ras/PI3K/IKK/NF-κB シグナル伝達経路を介して血管新生を促進し、創傷治癒を促進します^[3].

インスリン分泌の阻害: 妊娠後期の子羊胎児に IGF-1 LR3 または生理食塩水を注入すると、IGF-1 LR3 を注入した子羊の血漿インスリン濃度が低下することが明らかになりました。さらに、高血糖クランプ実験中のインスリン分泌は、対照と比較して減少しました。これは、IGF-1 LR3 が膵臓β細胞に直接作用してインスリン分泌を阻害する可能性があることを示唆しています。単離された胎児膵島に関するさらなる研究により、IGF-1 LR3を注入された子羊の膵島は、インビトロのグルコース刺激に応答して持続的に低いインスリン分泌を示すことが明らかになった。これは、IGF-1 LR3が膵臓β細胞に固有の欠陥を誘発し、正常なインスリン分泌機能を損なう可能性があることを示唆している^[4、5]。.

血管新生の調節

卵巣血管新生における役割: ウシ黄体化卵胞血管新生培養実験において、黄体化卵胞内皮細胞 (EC) ネットワークおよびプロゲステロン産生に対する IGF-1 LR3 の効果が調査されました。結果は、EC 増殖パラメータへの影響は限定的でしたが、細胞増殖はわずかに増加しました (3 ～ 5%)。逆に、IGF-1 LR3 はプロゲステロン産生に対して異なる効果を発揮しましたが、IGF-1 受容体アンタゴニストであるピクロポドフィリン (PPP) は EC 成長パラメータとプロゲステロン濃度の両方を有意に減少させました。これは、IGF-1 LR3 が IGF-1 受容体シグナル伝達経路を介して黄体化卵胞における血管新生とプロゲステロン産生を調節し、それによって卵巣機能と生殖能力を維持する可能性があることを示唆しています^[6].

IGF-1 LR3の用途は何ですか?

動物の成長と発達の研究と応用

胎児臓器の成長促進：妊娠後期の子羊胎児を用いた実験では、IGF-1 LR3の注入により胎児臓器の成長が大幅に増加し、心臓、腎臓、脾臓、副腎などの臓器の発達が促進されました。これは、IGF-1 LR3 が胎児の臓器の発達過程の調節に重要な役割を果たしていることを示しており、胎児の成長と発達の調節機構のより深い理解に貢献します。これは、動物の生殖能力を改善し、子孫の生存率を高めるための理論的サポートと実践的なガイダンスを提供します ^[1].

骨格筋筋芽細胞の増殖の刺激: 研究により、IGF-1 LR3 が骨格筋筋芽細胞の増殖を刺激することが示されています。ヒツジ胎児実験では、IGF-1 LR3 の注入により筋芽細胞の増殖活性が著しく増強されました^[1].

糖尿病および関連疾患の研究

インスリン分泌に対する効果の評価: 子羊胎児への IGF-1 LR3 注入を伴う実験により、胎児血漿インスリン濃度の低下が明らかになりました。高血糖クランプ実験中、IGF-1 LR3で治療した子羊胎児のインスリンレベルは、対照よりも66%低かった。この現象は、IGF-1 LR3 とインスリン分泌との潜在的な関連性を示しており、糖尿病の病因の研究や新しい治療戦略の開発に重要な手がかりを提供します^[5].

運動能力との相関関係：イスラエルのエリートランナーと水泳選手に関する研究により、IGF1遺伝子多型が循環IGF1レベルと相関し、短距離走者のIGF遺伝子スコア（IGF-GS）が運動能力と関連していることが明らかになった。エリート短距離選手は、全国レベルの短距離選手やハイレベルの短距離水泳選手よりも大幅に高い平均IGF-GSスコアを示しました。これは、IGF-1 システムが地上のスピード スポーツにおいて重要な役割を果たす可能性があることを示唆しています。 IGF-GS がエリート短距離選手の早期選抜に使用できるかどうかは依然として不明ですが、IGF-GS は選手の選抜とトレーニング介入に新たな道を提供します。将来の研究では、アスリートのIGF-1関連マーカーをモニタリングおよび分析することで、運動パフォーマンスを向上させる、より的を絞ったトレーニングプログラムの開発が可能になる可能性があります^[7]。.

細胞生物学と基礎医学の研究

細胞増殖制御研究: IGF-1 LR3 は細胞増殖を刺激する能力を持っています。インビトロ実験では、NIH 3T3 細胞増殖の効果的な刺激が実証されています。これにより、IGF-1 LR3 は細胞増殖制御機構を研究するための貴重なツールとなります。さまざまな細胞株にわたる増殖に対する IGF-1 LR3 の影響を観察することで、研究者は細胞周期制御やシグナル伝達経路などの基本的な生物学的プロセスについての洞察を得ることができ、腫瘍学、再生医療、および関連分野の研究に理論的基盤を提供することができます^[8].

アポトーシスとタンパク質代謝の研究: 過酸化水素で処理した C2C12 細胞の研究では、IGF-1 (そのアナログ IGF-1 LR3 を含む) は、Pax7、筋原性調節因子 (MRF)、mTOR、および P70S6K を上方制御し、MuRF1 と MAFbx を減少させ、アポトーシスを阻害することにより、細胞タンパク質の合成と分解のバランスを調節し、それによって細胞タンパク質の合成と分解のバランスを調節します。タンパク質の合成と分解。これは、ストレス条件下での細胞の生存と死のメカニズム、およびタンパク質代謝の調節ネットワークのより深い理解に貢献し、関連疾患の治療のための新しい標的と洞察を提供します^[9].

結論

IGF-1 LR3 は、インスリン様成長因子 1 の合成長時間作用型類似体として、PI3K/Akt や MAPK などのシグナル伝達経路を活性化することにより、胎児の心臓および副腎における臓器特異的な成長を促進します。骨格筋の筋芽細胞の増殖とタンパク質の合成を刺激し、代謝を調節し、骨格筋の健康を維持し、運動による傷害からの回復を助けます。

著者について

上記の資料はすべて Cocer Peptides によって調査、編集、編集されたものです。

科学雑誌の著者

Feng L は、運動生理学と心臓血管の健康の分野に焦点を当てている研究者です。彼らの学術研究は主に、生理学的機能に対するさまざまな運動形態の調節効果、特に筋肉の健康や心血管疾患の回復に関連する運動と体の分子機構との相互作用を探ることに焦点を当てています。 Feng 博士は、前臨床研究モデルと分子生物学技術を組み合わせて詳細な研究を行うことがよくあります。 Feng L は引用文献 [9] に記載されています。

▎関連する引用

[1] Stremming J、White A、Donthi A、他。ヒツジの組換え IGF-1 は、ヒツジ胎児の器官特異的な成長を促進します。 生理学フロンティア 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948。

[2] Khamsi F、Roberge S、Wong J. ラットの排卵におけるインスリン様成長因子 1 の生理学的/薬理学的役割と卵丘に対する作用の新規実証。 内分泌 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175。

[3] Zhang X、Hu F、Li J、他。 IGF-1 は炎症を阻害し、Ras/PI3K/IKK/NF-κB シグナル伝達経路を介して血管新生を促進し、創傷治癒を促進します。 欧州薬学ジャーナル 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847。

[4] ホワイト A、ストレミング J、ベーマー BH、他。妊娠後期のヒツジ胎児における 1 週間の IGF-1 注入後のグルコース刺激性インスリン分泌の減少は、固有の膵島欠損によるものです。 アメリカ生理学ジャーナル - 内分泌学および代謝 2021; 320(6): E1138-E1147。 DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020。

[5]白A、ストレミングJ、茶LD、ロザンスPJ。ヒツジ胎児へのIGF-1 LR3の急性注入中のグルコース刺激性インスリン分泌の減少は、単離された島では持続しません。 健康と病気の発生起源ジャーナル 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] ヌワチュク CU、ロビンソン RS、ウォード KJ。黄体形成血管形成に対するインスリン様成長因子システムの効果。 生殖と出生力 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057。

[7] Ben-Zaken S、Meckel Y、Nemet D、Eliakim A. インスリン様成長因子軸の遺伝スコアとスポーツ エクセレンス。 ストレングス アンド コンディショニング研究ジャーナル 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102。

[8] Mao W. Pichia pastoris における長鎖 Arg~3-IGF-1 の高レベル発現とその精製および特性評価。 2008 年 軍事医学アカデミー紀要 。https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024。

[9] Feng L、Li B、Xi Y、Cai M、Tian Z。有酸素運動とレジスタンス運動は、心筋梗塞マウスの IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt 経路を介して骨格筋萎縮を軽減します。 アメリカ生理学ジャーナル - 細胞生理学 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021。

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