IGF-1 LR3 1მგ

▎ IGF-1 LR3 სტრუქტურა

▎ IGF-1 LR3 კვლევა

როგორია IGF-1 LR3 კვლევის საფუძველი?

IGF-1 LR3-ის კვლევა წარმოიშვა ბუნებრივი ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორი 1 (IGF-1) შეზღუდვების გადალახვის საჭიროებიდან. როგორც უჯრედების ზრდის, დიფერენციაციისა და მეტაბოლიზმის ძირითადი რეგულატორი, ბუნებრივი IGF-1 აჩვენებს პოტენციალს ქსოვილების შეკეთებაში, ზრდისა და განვითარების კვლევებში და დაავადების ჩარევაში. თუმცა, მას აქვს მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები: მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი მხოლოდ რამდენიმე საათს გრძელდება, რაც იწვევს სწრაფ კლირენსს in vivo. გარდა ამისა, ის მჭიდროდ უკავშირდება IGF-შემაკავშირებელ პროტეინებს, რის შედეგადაც წარმოიქმნება თავისუფალი, აქტიური ფორმების დაბალი წილი, რომლებიც იბრძვიან მდგრადი ეფექტის მისაღწევად. ეს შეზღუდვები სერიოზულად ზღუდავდა მის ეფექტურობას ექსპერიმენტულ კვლევებსა და პოტენციურ აპლიკაციებში, რის გამოც მეცნიერები აიძულებდნენ სტრუქტურულად მოდიფიცირებული ანალოგების შესწავლას გაუმჯობესებული ეფექტურობით.

მოლეკულური ბიოლოგიისა და ცილების ინჟინერიის ტექნოლოგიების მიღწევებით, კვლევითი გუნდები ყურადღებას ამახვილებდნენ IGF-1-ის ზუსტად შეცვლაზე მისი თვისებების გასაუმჯობესებლად. IGF-1-ის სტრუქტურა-ფუნქციის ურთიერთობის სიღრმისეული კვლევების შედეგად, მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ მოდიფიკაციამ კონკრეტულ ამინომჟავების უბნებზე შეიძლება გავლენა მოახდინოს მის ურთიერთქმედებაზე შემაკავშირებელ ცილებთან და რეცეპტორებთან: მე-3 პოზიციაზე გლუტამინის მჟავის ჩანაცვლება არგინინით და 13 ამინომჟავის დამატება N-ბოლოში, ამცირებს მის ბიოპროტეინის ფორმირებას. IGF-1 რეცეპტორთან შეკავშირების გაძლიერებისას. ამავდროულად, სტრუქტურულმა ოპტიმიზაციამ გაახანგრძლივა მოლეკულის მეტაბოლური ციკლი in vivo, საბოლოოდ გამოიღო IGF-1 LR3 83 ამინომჟავით. ამან გამოიწვია ნახევარგამოყოფის პერიოდი, რომელიც გახანგრძლივდა 20-30 საათამდე და დაახლოებით სამჯერ გაიზარდა პოტენციალი.

როგორია IGF-1 LR3-ის მოქმედების მექანიზმი?

უჯრედების პროლიფერაცია და დიფერენციაცია

მიობლასტის პროლიფერაციის სტიმულირება: ნაყოფის განვითარების დროს IGF-1 LR3 მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს ჩონჩხის კუნთების მიობლასტების პროლიფერაციას. მაგალითად, გვიან გესტაციის ცხვრის ნაყოფზე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ IGF-1 LR3 ინფუზიის ერთი კვირის შემდეგ, ჩონჩხის კუნთების მიობლასტის პროლიფერაციის მაჩვენებელი მნიშვნელოვნად გაიზარდა (P <0.05). ეს მიუთითებს იმაზე, რომ IGF-1 LR3 პირდაპირ მოქმედებს მიობლასტებზე უჯრედული ციკლის წინსვლისთვის, რაც საშუალებას აძლევს მეტ მიობლასტებს შევიდნენ პროლიფერაციულ მდგომარეობაში და ამით უზრუნველყოფენ დამატებით ფიჭურ წყაროებს კუნთოვანი ქსოვილის ზრდისა და განვითარებისთვის ^[1].

ფოლიკულის განვითარებაზე ზემოქმედება: საკვერცხეების ფიზიოლოგიის დროს, IGF-1 LR3 მონაწილეობს ფოლიკულების ზრდისა და განვითარების რეგულირებაში. ვირთხების სუპეროვულაციის მოდელში, IGF-1 LR3-ის ერთდროული მიღება გონადოტროპინებთან ერთად კიდევ უფრო ზრდიდა ოვულაციის სიხშირეს და ამაღლებულ საკვერცხის წონას ვირთხების გარკვეულ შტამებში. ეს ვარაუდობს, რომ IGF-1 LR3 შეიძლება გავლენა იქონიოს ფოლიკულის მომწიფებაზე და ოვულაციაზე გრანულოზა უჯრედების პროლიფერაციისა და დიფერენციაციის რეგულირებით, რაც გავლენას ახდენს რეპროდუქციულ ფუნქციაზე ^[2].

მეტაბოლიზმის რეგულირება

ნუტრიენტების მიღება და გამოყენება: IGF-1 LR3 ინფუზიის შემდეგ გვიან გესტაციის ბატკნის ნაყოფებში, ჭიპლარის ამინომჟავების შეწოვის შემცირებული სიხშირე დაფიქსირდა ნაყოფის ამინომჟავების დაბალ კონცენტრაციებთან ერთად, მიუხედავად ნაყოფის ცილების მსგავსი სიჩქარისა. ეს ვარაუდობს, რომ IGF-1 LR3 შეიძლება გავლენა იქონიოს ნაყოფის საკვები ნივთიერებების შეწოვისა და გამოყენების ნიმუშებზე, რაც საშუალებას მისცემს შეზღუდული საკვები ნივთიერებების უფრო ეფექტურ გამოყენებას ორგანოს სპეციფიკური ზრდის მხარდასაჭერად, ვიდრე ნაყოფის საკვები ნივთიერებების მიწოდების გაზრდა პლაცენტური სისხლის ნაკადის ან საკვები ნივთიერებების გადაცემის სტიმულირების გზით ^[2].

სურათი 1 IGF-1 თრგუნავს ანთებას და აჩქარებს ანგიოგენეზს Ras/PI3K/IKK/NF-κB სასიგნალო გზების მეშვეობით, რათა ხელი შეუწყოს ჭრილობის შეხორცებას ^[3].

ინსულინის სეკრეციის დათრგუნვა: IGF-1 LR3-ის ან ფიზიოლოგიური ხსნარის ინფუზიამ გვიან გესტაციის ნაყოფის ბატკნებში გამოავლინა პლაზმური ინსულინის კონცენტრაციის დაქვეითება IGF-1 LR3-ის ინფუზიურ ბატკნებში. გარდა ამისა, ინსულინის სეკრეცია ჰიპერგლიკემიური დამჭერის ექსპერიმენტების დროს შემცირდა კონტროლთან შედარებით. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ IGF-1 LR3 შეიძლება პირდაპირ იმოქმედოს პანკრეასის β-უჯრედებზე ინსულინის სეკრეციის დათრგუნვის მიზნით. ნაყოფის იზოლირებულ კუნძულებზე შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ IGF-1 LR3-ის ინფუზიური ბატკნების კუნძულები აჩვენებდნენ ინსულინის მუდმივ დაბალ სეკრეციას გლუკოზის ინ ვიტრო სტიმულაციის საპასუხოდ, რაც ვარაუდობს, რომ IGF-1 LR3 შეიძლება გამოიწვიოს პანკრეასის ბეტა-უჯრედების ნორმალური სეკრეციის ფუნქციის შინაგანი დეფექტები ^[4,5].

ანგიოგენეზის რეგულირება

როლი საკვერცხის ანგიოგენეზში: მსხვილფეხა რქოსანი ლუტეინირებული ფოლიკულის ანგიოგენეზის კულტურის ექსპერიმენტებში, გამოკვლეული იყო IGF-1 LR3-ის ეფექტები ლუტეინირებული ფოლიკულის ენდოთელური უჯრედების (EC) ქსელებზე და პროგესტერონის წარმოებაზე. შედეგებმა აჩვენა შეზღუდული გავლენა EC ზრდის პარამეტრებზე, მაგრამ უჯრედების პროლიფერაციის უმნიშვნელო ზრდა (3-5%). პირიქით, IGF-1 LR3 ახდენდა დიფერენციალურ ეფექტებს პროგესტერონის წარმოებაზე, ხოლო IGF-1 რეცეპტორის ანტაგონისტი პიკროპოდოფილინი (PPP) მნიშვნელოვნად ამცირებს როგორც EC ზრდის პარამეტრებს, ასევე პროგესტერონის კონცენტრაციას. ეს ვარაუდობს, რომ IGF-1 LR3-მა შეიძლება მოახდინოს სისხლძარღვების მოდულირება და პროგესტერონის გამომუშავება ლუტეინიზებულ ფოლიკულებში IGF-1 რეცეპტორის სასიგნალო გზის მეშვეობით, რითაც შეინარჩუნებს საკვერცხის ფუნქციას და ნაყოფიერებას ^[6].

რა არის IGF-1 LR3-ის აპლიკაციები?

ცხოველთა ზრდისა და განვითარების კვლევა და აპლიკაციები

ნაყოფის ორგანოების ზრდის ხელშეწყობა: გვიან გესტაციის ცხვრის ნაყოფის ექსპერიმენტებში, IGF-1 LR3-ის ინფუზიამ მნიშვნელოვნად გაზარდა ნაყოფის ორგანოების ზრდა, ხელი შეუწყო ისეთი ორგანოების განვითარებას, როგორიცაა გული, თირკმელები, ელენთა და თირკმელზედა ჯირკვლები. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ IGF-1 LR3 თამაშობს გადამწყვეტ როლს ნაყოფის ორგანოების განვითარების პროცესების რეგულირებაში, რაც ხელს უწყობს ნაყოფის ზრდისა და განვითარების მარეგულირებელი მექანიზმების უფრო ღრმა გაგებას. იგი იძლევა თეორიულ მხარდაჭერას და პრაქტიკულ ხელმძღვანელობას ცხოველთა რეპროდუქციული მუშაობის გასაუმჯობესებლად და შთამომავლობის გადარჩენის მაჩვენებლების გაზრდისთვის ^[1].

ჩონჩხის კუნთის მიობლასტის პროლიფერაციის სტიმულირება: კვლევა აჩვენებს, რომ IGF-1 LR3 ასტიმულირებს ჩონჩხის კუნთების მიობლასტების პროლიფერაციას. ნაყოფის ცხვრის ექსპერიმენტებში, IGF-1 LR3 ინფუზიამ საგრძნობლად გააძლიერა მიობლასტის პროლიფერაციის აქტივობა ^[1].

დიაბეტის და მასთან დაკავშირებული დაავადებების კვლევა

ინსულინის სეკრეციაზე ზემოქმედების შეფასება: ნაყოფის ბატკნებში IGF-1 LR3 ინფუზიის ექსპერიმენტებმა გამოავლინა ნაყოფის პლაზმაში ინსულინის კონცენტრაციის შემცირება. ჰიპერგლიკემიური სამაგრის ექსპერიმენტების დროს, IGF-1 LR3-ით დამუშავებულ ნაყოფის ბატკნებში ინსულინის დონეები 66%-ით დაბალი იყო, ვიდრე კონტროლში. ეს ფენომენი მიუთითებს პოტენციურ კავშირზე IGF-1 LR3-სა და ინსულინის სეკრეციას შორის, რაც უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან მინიშნებებს დიაბეტის პათოგენეზის შესასწავლად და ახალი თერაპიული სტრატეგიების შემუშავებისთვის ^[5].

კორელაცია სპორტულ ეფექტურობასთან: ელიტარულ ისრაელელ მორბენალებსა და მოცურავეებზე ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ IGF1 გენის პოლიმორფიზმი კორელაციაშია მოცირკულირე IGF1 დონესთან და რომ სპრინტერების IGF გენეტიკური ქულა (IGF-GS) დაკავშირებულია სპორტულ შესრულებასთან. ელიტარულმა სპრინტერებმა აჩვენეს მნიშვნელოვნად მაღალი საშუალო IGF-GS ქულები, ვიდრე ეროვნული დონის სპრინტერები და მაღალი დონის მოკლე დისტანციებზე მოცურავეები. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ IGF-1 სისტემამ შესაძლოა გადამწყვეტი როლი ითამაშოს ხმელეთის სიჩქარის სპორტში. მიუხედავად იმისა, რომ გაურკვეველია, შეიძლება თუ არა IGF-GS-ის გამოყენება ელიტარული სპრინტერების ადრეული შერჩევისთვის, ის გთავაზობთ ახალ გზებს სპორტსმენების შერჩევისა და ტრენინგის ინტერვენციებისთვის. სამომავლო კვლევამ შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მიზანმიმართული სავარჯიშო პროგრამების შემუშავება, რათა გაზარდოს სპორტსმენები სპორტსმენებში IGF-1-თან დაკავშირებული მარკერების მონიტორინგისა და ანალიზით ^[7].

კვლევა უჯრედულ ბიოლოგიასა და ძირითად მედიცინაში

უჯრედების პროლიფერაციის რეგულირების კვლევა: IGF-1 LR3 ფლობს უჯრედების პროლიფერაციის სტიმულირების უნარს. ინ ვიტრო ექსპერიმენტებმა აჩვენა მისი ეფექტური სტიმულირება NIH 3T3 უჯრედების პროლიფერაციისთვის. ეს ხდის IGF-1 LR3 ღირებულ ინსტრუმენტს უჯრედული პროლიფერაციის რეგულირების მექანიზმების გამოსაკვლევად. IGF-1 LR3-ის ეფექტებზე სხვადასხვა უჯრედულ ხაზებზე გამრავლებაზე დაკვირვებით, მკვლევარებს შეუძლიათ მიიღონ ინფორმაცია ფუნდამენტურ ბიოლოგიურ პროცესებზე, როგორიცაა უჯრედის ციკლის რეგულირება და სასიგნალო გზები, რაც თეორიულ საფუძველს ქმნის ონკოლოგიაში, რეგენერაციულ მედიცინაში და მასთან დაკავშირებულ სფეროებში ^[8].

აპოპტოზისა და ცილის მეტაბოლიზმის კვლევა: წყალბადის ზეჟანგით დამუშავებული C2C12 უჯრედების კვლევებში, IGF-1 (მათ შორის მისი ანალოგი IGF-1 LR3) მოდულირებს უჯრედული ცილის სინთეზს და დეგრადაციის ბალანსს Pax7-ის, მიოგენური მარეგულირებელი ფაქტორების (MRFs), mTORK, და რედუქციური P70Fbx6. აპოპტოზი, რითაც არეგულირებს ბალანსს ცილის სინთეზსა და დეგრადაციას შორის. ეს ხელს უწყობს უჯრედების გადარჩენისა და სიკვდილის მექანიზმების უფრო ღრმა გაგებას სტრესის პირობებში, ისევე როგორც ცილის მეტაბოლიზმის მარეგულირებელი ქსელების შესახებ, რომელიც გვთავაზობს ახალ მიზნებსა და შეხედულებებს დაკავშირებული დაავადებების სამკურნალოდ ^[9].

დასკვნა

IGF-1 LR3, როგორც ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორი 1-ის სინთეზური ხანგრძლივი მოქმედების ანალოგი, ხელს უწყობს ორგანოს სპეციფიკურ ზრდას ნაყოფის გულსა და თირკმელზედა ჯირკვლებში სასიგნალო გზების გააქტიურებით, როგორიცაა PI3K/Akt და MAPK. ის ასტიმულირებს ჩონჩხის კუნთების მიობლასტების პროლიფერაციას და ცილების სინთეზს, არეგულირებს მეტაბოლიზმს, ინარჩუნებს ჩონჩხის კუნთების ჯანმრთელობას და ხელს უწყობს ვარჯიშის შედეგად გამოწვეული დაზიანებების აღდგენას.

ავტორის შესახებ

ზემოაღნიშნული მასალები ყველა გამოკვლეულია, რედაქტირებულია და შედგენილია Cocer Peptides-ის მიერ.

სამეცნიერო ჟურნალის ავტორი

Feng L არის მკვლევარი, რომელიც ფოკუსირებულია ვარჯიშის ფიზიოლოგიისა და გულ-სისხლძარღვთა ჯანმრთელობის სფეროზე. მათი აკადემიური მუშაობა ძირითადად მიმართულია ფიზიოლოგიურ ფუნქციებზე ვარჯიშის სხვადასხვა ფორმის მარეგულირებელი ეფექტების შესწავლაზე, განსაკუთრებით ვარჯიშსა და სხეულის მოლეკულურ მექანიზმებს შორის, რომლებიც დაკავშირებულია კუნთების ჯანმრთელობასთან და გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების აღდგენასთან. დოქტორი ფენგი ხშირად იღებს პრეკლინიკური კვლევის მოდელების და მოლეკულური ბიოლოგიის ტექნიკის კომბინაციას სიღრმისეული კვლევების ჩასატარებლად. Feng L ჩამოთვლილია ციტატაში [9].

▎ შესაბამისი ციტატები

[1] Stremming J, White A, Donthi A, et al. ცხვრის რეკომბინანტული IGF-1 ხელს უწყობს ორგანოს სპეციფიკურ ზრდას ნაყოფის ცხვრებში. საზღვრები ფიზიოლოგიაში 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორი-1-ის ფიზიოლოგიური/ფარმაკოლოგიური როლის ახალი დემონსტრირება ვირთხებში ოვულაციაში და მოქმედება კუმულუს ოოფორზე. ენდოკრინული 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, et al. IGF-1 აფერხებს ანთებას და აჩქარებს ანგიოგენეზს Ras/PI3K/IKK/NF-κB სასიგნალო გზების მეშვეობით, რაც ხელს უწყობს ჭრილობების შეხორცებას. ევროპის ფარმაცევტული მეცნიერებების ჟურნალი 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] White A, Stremming J, Boehmer BH, et al. გლუკოზის სტიმულირებული ინსულინის სეკრეციის დაქვეითება გვიან გესტაციის ნაყოფის ცხვარში IGF-1 1 კვირის ინფუზიის შემდეგ განპირობებულია შიდა კუნძულების დეფექტით. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] თეთრი A, Stremming J, ყავისფერი LD, Rozance PJ. გლუკოზის სტიმულირებული ინსულინის შესუსტებული სეკრეცია ნაყოფის ცხვრებში IGF-1 LR3 მწვავე ინფუზიის დროს არ ნარჩუნდება იზოლირებულ კუნძულებზე. ჯანმრთელობისა და დაავადების განვითარების წყაროების ჟურნალი 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] Nwachukwu CU, Robinson RS, Woad KJ. ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორების სისტემის ეფექტი ლუტეინირების ანგიოგენეზზე. რეპროდუქცია და ნაყოფიერება 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორის ღერძის გენეტიკური ქულა და სპორტული ბრწყინვალება. Journal of Strength and Conditioning Research 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/სს.00000000000004102.

[8] Mao W. გრძელი ჯაჭვის Arg~3-IGF-1 მაღალი დონის გამოხატულება Pichia pastoris-ში და მისი გაწმენდა და დახასიათება. სამხედრო სამედიცინო მეცნიერებათა აკადემიის ბიულეტენი 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. აერობული ვარჯიში და წინააღმდეგობის ვარჯიში ამსუბუქებს ჩონჩხის კუნთების ატროფიას IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt გზის მეშვეობით მიოკარდიუმის ინფარქტის მქონე თაგვებში. American Journal of Physiology-Cell Physiology 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

ამ ვებსაიტზე მოწოდებული ყველა სტატია და პროდუქტის ინფორმაცია განკუთვნილია მხოლოდ ინფორმაციის გავრცელებისა და საგანმანათლებლო მიზნებისთვის.  

ამ ვებგვერდზე მოცემული პროდუქტები განკუთვნილია ექსკლუზიურად ინ ვიტრო კვლევისთვის. ინ ვიტრო კვლევა (ლათ. *in glass*, რაც ნიშნავს მინის ჭურჭელში) ტარდება ადამიანის სხეულის გარეთ. ეს პროდუქტები არ არის ფარმაცევტული პროდუქტი, არ არის დამტკიცებული აშშ-ს სურსათისა და წამლების ადმინისტრაციის (FDA) მიერ და არ უნდა იქნას გამოყენებული რაიმე სამედიცინო მდგომარეობის, დაავადების ან დაავადების თავიდან ასაცილებლად, სამკურნალოდ ან განკურნებისთვის. კანონით კატეგორიულად აკრძალულია ამ პროდუქტების ნებისმიერი სახით ადამიანის ან ცხოველის ორგანიზმში შეტანა.