IGF-1LR3 1mg

▎ IGF-1 LR3 구조

출처: 퍼브켐

InChIKey : CRZOPHSORDIMRX-UHFFFAOYSA-N 분자식: C 80H 154N 4O 6S2 분자량: 1332.2g/mol CAS 번호: 946870-92-4 퍼브켐 CID：168009904

▎ IGF-1 LR3 연구

IGF-1 LR3의 연구 배경은 무엇입니까?

IGF-1 LR3에 대한 연구는 천연 인슐린 유사 성장 인자 1(IGF-1)의 한계를 극복하려는 필요성에서 시작되었습니다. 세포 성장, 분화 및 신진대사의 핵심 조절자로서 천연 IGF-1은 조직 복구, 성장 및 발달 연구, 질병 개입에 잠재력을 보여줍니다. 그러나 이는 중요한 단점이 있습니다. 반감기가 단 몇 시간에 불과하여 생체 내에서 빠르게 제거됩니다. 더욱이, 이는 IGF 결합 단백질과 단단히 결합하여 지속적인 효과를 발휘하는 데 어려움을 겪는 유리 활성 형태의 비율이 낮습니다. 이러한 제한으로 인해 실험 연구 및 잠재적 응용 분야에서의 효능이 심각하게 제한되어 과학자들이 향상된 성능으로 구조적으로 수정된 유사체를 탐색하게 되었습니다.

분자 생물학 및 단백질 공학 기술의 발전으로 연구팀은 IGF-1을 정확하게 수정하여 그 특성을 개선하는 데 집중했습니다. IGF-1의 구조-기능 관계에 대한 심층 연구를 통해 연구원들은 특정 아미노산 부위의 변형이 결합 단백질 및 수용체와의 상호 작용에 영향을 미칠 수 있음을 발견했습니다. 3번 위치의 글루탐산을 아르기닌으로 대체하고 N 말단에 13개의 아미노산을 추가하면 IGF-결합 단백질에 대한 친화력이 감소하고 비활성 결합 형태가 감소하면서 IGF-1 수용체에 대한 결합이 강화됩니다. 동시에, 구조적 최적화는 생체 내에서 분자의 대사 주기를 확장하여 궁극적으로 83개의 아미노산을 포함하는 IGF-1 LR3을 생성했습니다. 이로 인해 반감기가 20~30시간으로 연장되고 효능이 약 3배 증가했습니다.

IGF-1 LR3의 작용 메커니즘은 무엇입니까?

세포 증식 및 분화

근모세포 증식 자극: 태아 발달 동안 IGF-1 LR3은 골격근 근모세포의 증식을 크게 촉진합니다. 예를 들어, 임신 후기 양 태아에 대한 연구에서는 IGF-1 LR3 주입 1주일 후 골격근 근모세포 증식률이 유의하게 증가한 것으로 나타났습니다(P < 0.05). 이는 IGF-1 LR3이 근모세포에 직접 작용하여 세포 주기를 진행시켜 더 많은 근모세포가 증식 상태에 들어갈 수 있도록 하여 근육 조직의 성장과 발달을 위한 추가 세포 공급원을 제공한다는 것을 나타냅니다 ^..

난포 발달에 영향: 난소 생리학 동안 IGF-1 LR3은 난포 성장 및 발달 조절에 참여합니다. 쥐의 과배란 모델에서 성선자극호르몬과 IGF-1 LR3의 병용투여는 특정 쥐 계통에서 배란율을 더욱 증가시키고 난소 무게를 증가시켰습니다. 이는 IGF-1 LR3이 과립막 세포 증식 및 분화를 조절하여 난포 성숙 및 배란에 영향을 미쳐 생식 기능에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다 ^..

대사 조절

영양소 획득 및 활용: 임신 후기 양 태아에 IGF-1 LR3을 주입한 후 유사한 태아 단백질 전환율에도 불구하고 태아 아미노산 농도가 낮아지면서 탯줄 아미노산 섭취율이 감소하는 것이 관찰되었습니다. 이는 IGF-1 LR3이 태아의 영양 섭취 및 활용 패턴에 영향을 미쳐 태반 혈류 또는 영양 전달 자극을 통해 태아 영양 공급을 증가시키는 대신 제한된 영양분을 보다 효율적으로 활용하여 기관 특이적 성장을 지원할 수 있음을 시사합니다 ^[2].

그림 1 IGF-1은 염증을 억제하고 Ras/PI3K/IKK/NF-κB 신호 전달 경로를 통해 혈관 신생을 촉진하여 상처 치유를 촉진합니다 ^[3].

인슐린 분비 억제: 임신 후기 태아 양에 IGF-1 LR3 또는 식염수를 주입하면 IGF-1 LR3 주입 양에서 혈장 인슐린 농도가 감소한 것으로 나타났습니다. 또한, 고혈당 클램프 실험 중 인슐린 분비는 대조군에 비해 감소했습니다. 이는 IGF-1 LR3이 췌장 베타 세포에 직접 작용하여 인슐린 분비를 억제할 수 있음을 시사합니다. 분리된 태아 섬에 대한 추가 연구에서는 IGF-1 LR3이 주입된 양의 섬이 체외 포도당 자극에 반응하여 지속적으로 낮은 인슐린 분비를 나타냄이 밝혀졌으며, 이는 IGF-1 LR3이 췌장 베타 세포의 내재적 결함을 유발하여 정상적인 인슐린 분비 기능을 손상시킬 수 있음을 시사합니다 ^[4,5].

혈관신생 조절

난소 혈관신생에서의 역할: 소 황체화 난포 혈관신생 배양 실험에서, 황체화 난포 내피 세포(EC) 네트워크 및 프로게스테론 생산에 대한 IGF-1 LR3의 효과를 조사했습니다. 결과는 EC 성장 매개변수에 미치는 영향은 제한적이었지만 세포 증식은 약간 증가한 것으로 나타났습니다(3-5%). 반대로, IGF-1 LR3은 프로게스테론 생산에 차등적인 영향을 미치는 반면, IGF-1 수용체 길항제인 피크로포도필린(PPP)은 EC 성장 매개변수와 프로게스테론 농도를 모두 크게 감소시켰습니다. 이는 IGF-1 LR3이 IGF-1 수용체 신호 전달 경로를 통해 황체화된 난포에서 혈관화 및 프로게스테론 생성을 조절하여 난소 기능과 생식력을 유지할 수 있음을 시사합니다 ^..

IGF-1 LR3의 용도는 무엇입니까?

동물 성장 및 발달 연구 및 응용

태아 기관 성장 촉진: 임신 후기 양 태아를 대상으로 한 실험에서 IGF-1 LR3을 주입하면 태아 기관 성장이 크게 증가하여 심장, 신장, 비장 및 부신과 같은 기관의 발달이 촉진되었습니다. 이는 IGF-1 LR3이 태아 기관 발달 과정을 조절하는 데 중요한 역할을 하여 태아 성장 및 발달 조절 메커니즘에 대한 더 깊은 이해에 기여한다는 것을 나타냅니다. 동물의 생식능력을 향상시키고 자손의 생존율을 높이기 위한 이론적 뒷받침과 실무적 지침을 제공합니다 ^[1].

골격근 근모세포 증식 자극: 연구에 따르면 IGF-1 LR3은 골격근 근모세포 증식을 자극합니다. 태아 양 실험에서 IGF-1 LR3 주입은 근모세포 증식 활성을 현저하게 향상시켰습니다 ^[1].

당뇨병 및 관련 질병 연구

인슐린 분비에 대한 효과 평가: 양 태아에 IGF-1 LR3 주입을 포함하는 실험에서는 태아 혈장 인슐린 농도가 감소한 것으로 나타났습니다. 고혈당 클램프 실험 동안, IGF-1 LR3로 처리된 양 태아의 인슐린 수치는 대조군보다 66% 낮았습니다. 이 현상은 IGF-1 LR3과 인슐린 분비 사이의 잠재적 연관성을 나타내며, 당뇨병의 병인을 연구하고 새로운 치료 전략을 개발하는 데 중요한 단서를 제공합니다 ^..

운동 능력과의 상관 관계: 이스라엘 엘리트 육상 선수 및 수영 선수에 대한 연구에서는 IGF1 유전자 다형성이 순환하는 IGF1 수준과 상관 관계가 있으며, 단거리 선수의 IGF 유전 점수(IGF-GS)가 운동 능력과 연관되어 있음이 밝혀졌습니다. 엘리트 단거리 선수는 국가 수준의 단거리 선수와 높은 수준의 단거리 수영 선수보다 평균 IGF-GS 점수가 훨씬 더 높았습니다. 이는 IGF-1 시스템이 지상 스피드 스포츠에서 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다. IGF-GS가 엘리트 단거리 선수의 조기 선발에 사용될 수 있는지 여부는 여전히 불확실하지만, 운동선수 선발 및 훈련 개입을 위한 새로운 길을 제공합니다. 향후 연구를 통해 운동선수의 IGF-1 관련 마커를 모니터링하고 분석함으로써 운동 능력을 향상시키기 위한 보다 표적화된 훈련 프로그램을 개발할 수 있습니다 ^[7].

세포생물학 및 기초의학 연구

세포 증식 조절 연구: IGF-1 LR3은 세포 증식을 자극하는 능력을 보유하고 있습니다. 시험관 내 실험은 NIH 3T3 세포 증식의 효과적인 자극을 보여줍니다. 이는 IGF-1 LR3을 세포 증식 조절 메커니즘을 조사하는 데 유용한 도구로 만듭니다. 다양한 세포주에 걸친 증식에 대한 IGF-1 LR3의 효과를 관찰함으로써 연구자들은 세포 주기 조절 및 신호 전달 경로와 같은 근본적인 생물학적 과정에 대한 통찰력을 얻을 수 있으며 종양학, 재생 의학 및 관련 분야 연구를 위한 이론적 기반을 제공할 수 있습니다 ^..

세포사멸 및 단백질 대사 연구: 과산화수소 처리된 C2C12 세포 연구에서 IGF-1(유사한 IGF-1 LR3 포함)은 Pax7, 근원성 조절 인자(MRF), mTOR 및 P70S6K를 상향 조절하고 MuRF1 및 MAFbx를 감소시키며 세포사멸을 억제함으로써 단백질 합성과 분해 사이의 균형을 조절함으로써 세포 단백질 합성 및 분해 균형을 조절합니다. 이는 스트레스 조건 하의 세포 생존 및 사망 메커니즘과 단백질 대사의 규제 네트워크에 대한 더 깊은 이해에 기여하여 관련 질병 치료를 위한 새로운 목표와 통찰력을 제공합니다 ^..

결론

IGF-1 LR3은 인슐린 유사 성장 인자 1의 합성 지속성 유사체로서 PI3K/Akt 및 MAPK와 같은 신호 전달 경로를 활성화하여 태아 심장 및 부신의 장기 특이적 성장을 촉진합니다. 골격근 근모세포의 증식과 단백질 합성을 자극하고 신진대사를 조절하며 골격근 건강을 유지하고 운동으로 인한 부상으로부터의 회복을 돕습니다.

저자 소개

위에서 언급한 자료는 모두 Cocer Peptides에서 연구, 편집 및 편집한 것입니다.

과학 저널 저자

Feng L은 운동 생리학 및 심혈관 건강 분야에 중점을 두고 있는 연구원입니다. 그들의 학문적 연구는 주로 생리적 기능에 대한 다양한 운동 형태의 조절 효과, 특히 운동과 근육 건강 및 심혈관 질환 회복과 관련된 신체의 분자 메커니즘 간의 상호 작용을 탐구하는 데 중점을 두고 있습니다. Feng 박사는 심도 있는 연구를 수행하기 위해 전임상 연구 모델과 분자 생물학 기술을 결합하는 경우가 많습니다. Feng L은 인용 문헌 [9]에 나와 있습니다.

▎ 관련 인용

[1] Stremming J, White A, Donthi A, 외. 양 재조합 IGF-1은 태아 양의 기관 특이적인 성장을 촉진합니다. 생리학의 개척자 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. 쥐의 배란 및 난소 난소에 대한 작용에서 인슐린 유사 성장 인자-1의 생리학적/약리학적 역할에 대한 소설 시연. 내분비 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, 등. IGF-1은 염증을 억제하고 Ras/PI3K/IKK/NF-κB 신호 전달 경로를 통해 혈관 신생을 가속화하여 상처 치유를 촉진합니다. 유럽 ​​제약 과학 저널 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] 화이트 A, Stremming J, Boehmer BH, 외. 임신 후기 태아 양에서 1주 동안 IGF-1 주입 후 포도당 자극 인슐린 분비 감소는 내인성 섬 결함으로 인한 것입니다. 미국 생리학-내분비학 및 대사 저널 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] 화이트 A, Stremming J, 브라운 LD, Rozance PJ. 태아 양에 급성 IGF-1 LR3 주입 중 감쇠된 포도당 자극 인슐린 분비는 고립된 섬에서는 지속되지 않습니다. 건강과 질병의 발달 기원 저널 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] Nwachukwu CU, 로빈슨 RS, Woad KJ. 황체형성 혈관신생에 대한 인슐린 유사 성장 인자 시스템의 효과. 생식 및 생식력 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. 인슐린 유사 성장 인자 축 유전 점수 및 스포츠 우수성. 근력 및 컨디셔닝 연구 저널 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102.

[8] Mao W. Pichia 파스토리스의 장쇄 Arg~3-IGF-1의 높은 수준의 발현과 이의 정제 및 특성 규명. 군사 의학 아카데미 게시판 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. 유산소 운동과 저항 운동은 심근경색이 있는 생쥐의 IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt 경로를 통해 골격근 위축을 완화합니다. 미국 생리학 저널-세포 생리학 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

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