|
1 zestawy (10 fiolek)
| Ilość: | |
|---|---|
▎ IGF-1 LR3 Struktura
Źródło: PubChem |
InChIKey: CRZOPHSORDIMRX-UHFFFAOYSA-N Wzór cząsteczkowy: C 80H 154N 4O 6S2 Masa cząsteczkowa: 1332,2 g/mol Numer CAS: 946870-92-4 PubChem CID: 168009904 |
▎ IGF-1 LR3 Badania
Jakie jest tło badawcze IGF-1 LR3?
Badania nad IGF-1 LR3 zrodziły się z potrzeby pokonania ograniczeń naturalnego insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (IGF-1). Jako kluczowy regulator wzrostu, różnicowania i metabolizmu komórek, naturalny IGF-1 wykazuje potencjał w badaniach naprawy tkanek, wzrostu i rozwoju oraz interwencji chorobowej. Ma jednak istotne wady: jego okres półtrwania wynosi tylko kilka godzin, co prowadzi do szybkiego klirensu in vivo. Ponadto ściśle wiąże się z białkami wiążącymi IGF, co powoduje niski odsetek wolnych, aktywnych form, które mają trudności z wywieraniem trwałych efektów. Ograniczenia te poważnie ograniczyły jego skuteczność w badaniach eksperymentalnych i potencjalnych zastosowaniach, zmuszając naukowców do poszukiwania strukturalnie zmodyfikowanych analogów o zwiększonej wydajności.
Wraz z postępem w biologii molekularnej i technologiach inżynierii białek zespoły badawcze skupiły się na precyzyjnej modyfikacji IGF-1 w celu poprawy jego właściwości. Dzięki dogłębnym badaniom zależności struktura-funkcja IGF-1 naukowcy odkryli, że modyfikacje w określonych miejscach aminokwasów mogą wpływać na jego interakcje z białkami wiążącymi i receptorami: Zastąpienie kwasu glutaminowego w pozycji 3 argininą i dodanie 13 aminokwasów do N-końca zmniejsza jego powinowactwo do białka wiążącego IGF, zmniejszając nieaktywne formy wiązania, jednocześnie zwiększając wiązanie z receptorem IGF-1. Jednocześnie optymalizacja strukturalna wydłużyła cykl metaboliczny cząsteczki in vivo, ostatecznie dając IGF-1 LR3 z 83 aminokwasami. Spowodowało to wydłużenie okresu półtrwania do 20-30 godzin i około trzykrotne zwiększenie siły działania.
Jaki jest mechanizm działania IGF-1 LR3?
Proliferacja i różnicowanie komórek
Stymulacja proliferacji mioblastów: Podczas rozwoju płodu IGF-1 LR3 znacząco promuje proliferację mioblastów mięśni szkieletowych. Na przykład badania płodów jagnięcych w późnej ciąży wykazały, że po tygodniu podawania IGF-1 LR3 współczynnik proliferacji mioblastów mięśni szkieletowych znacznie wzrósł (p < 0,05). Wskazuje to, że IGF-1 LR3 działa bezpośrednio na mioblasty, przyspieszając cykl komórkowy, umożliwiając większej liczbie mioblastów wejście w stan proliferacyjny, zapewniając w ten sposób dodatkowe komórkowe źródła wzrostu i rozwoju tkanki mięśniowej [1]..
Wpływ na rozwój pęcherzyków: Podczas fizjologii jajników IGF-1 LR3 uczestniczy w regulacji wzrostu i rozwoju pęcherzyków. W modelu superowulacji u szczurów, jednoczesne podawanie IGF-1 LR3 z gonadotropinami dodatkowo zwiększało częstość owulacji i zwiększoną masę jajników u niektórych szczepów szczurów. Sugeruje to, że IGF-1 LR3 może wpływać na dojrzewanie pęcherzyków i owulację poprzez regulację proliferacji i różnicowania komórek ziarnistych, wpływając w ten sposób na funkcje rozrodcze [2]..
Regulacja metabolizmu
Pozyskiwanie i wykorzystanie składników odżywczych: Po wlewie IGF-1 LR3 u płodów jagnięcych w późnym okresie ciąży, zaobserwowano zmniejszoną szybkość wychwytu aminokwasów przez pępowinę przy niższych stężeniach aminokwasów u płodu, pomimo podobnych szybkości obrotu białka płodowego. Sugeruje to, że IGF-1 LR3 może wpływać na wzorce pobierania i wykorzystania składników odżywczych przez płod, umożliwiając bardziej efektywne wykorzystanie ograniczonych składników odżywczych w celu wsparcia wzrostu specyficznego dla narządu, zamiast zwiększać podaż składników odżywczych dla płodu poprzez przepływ krwi przez łożysko lub stymulację transferu składników odżywczych [2]..
Rycina 1 IGF-1 hamuje stan zapalny i przyspiesza angiogenezę poprzez szlaki sygnałowe Ras/PI3K/IKK/NF-κB, promując gojenie się ran [3].
Hamowanie wydzielania insuliny: Wlew IGF-1 LR3 lub soli fizjologicznej do płodowych jagniąt w późnym okresie ciąży ujawnił zmniejszone stężenie insuliny w osoczu u jagniąt, którym podano IGF-1 LR3. Dodatkowo wydzielanie insuliny podczas eksperymentów z klamrą hiperglikemiczną było zmniejszone w porównaniu z grupą kontrolną. Sugeruje to, że IGF-1 LR3 może bezpośrednio oddziaływać na komórki β trzustki, hamując wydzielanie insuliny. Dalsze badania na izolowanych wyspach płodowych ujawniły, że wysepki jagniąt, którym podano IGF-1 LR3, wykazywały utrzymujące się niskie wydzielanie insuliny w odpowiedzi na stymulację glukozą in vitro, co sugeruje, że IGF-1 LR3 może indukować wewnętrzne defekty w komórkach β trzustki, upośledzając prawidłową funkcję wydzielania insuliny [4,5]..
Regulacja angiogenezy
Rola w angiogenezie jajników: W doświadczeniach z hodowlą angiogenezy pęcherzyków luteinizowanych u bydła badano wpływ IGF-1 LR3 na sieci komórek śródbłonka pęcherzyków luteinizowanych (EC) i wytwarzanie progesteronu. Wyniki wykazały ograniczony wpływ na parametry wzrostu EC, ale niewielki wzrost proliferacji komórek (3–5%). I odwrotnie, IGF-1 LR3 wywierał zróżnicowany wpływ na wytwarzanie progesteronu, podczas gdy antagonista receptora IGF-1, pikropodofilina (PPP), znacząco obniżał zarówno parametry wzrostu EC, jak i stężenie progesteronu. Sugeruje to, że IGF-1 LR3 może modulować unaczynienie i wytwarzanie progesteronu w luteinizowanych pęcherzykach poprzez szlak sygnałowy receptora IGF-1, utrzymując w ten sposób funkcję jajników i płodność [6]..
Jakie są zastosowania IGF-1 LR3?
Badania i zastosowania w zakresie wzrostu i rozwoju zwierząt
Promowanie wzrostu narządów płodowych: W eksperymentach z płodami jagnięcymi w późnym okresie ciąży wlew IGF-1 LR3 znacząco zwiększał wzrost narządów płodowych, promując rozwój takich narządów, jak serce, nerki, śledziona i nadnercza. Wskazuje to, że IGF-1 LR3 odgrywa kluczową rolę w regulacji procesów rozwoju narządów płodu, przyczyniając się do głębszego zrozumienia mechanizmów regulacyjnych wzrostu i rozwoju płodu. Zapewnia wsparcie teoretyczne i praktyczne wskazówki dotyczące poprawy wydajności reprodukcyjnej zwierząt i zwiększenia przeżywalności potomstwa [1].
Stymulacja proliferacji mioblastów mięśni szkieletowych: Badania wskazują, że IGF-1 LR3 stymuluje proliferację mioblastów mięśni szkieletowych. W doświadczeniach z płodami owiec, wlew IGF-1 LR3 znacząco zwiększał aktywność proliferacji mioblastów [1].
Badania nad cukrzycą i chorobami pokrewnymi
Ocena wpływu na wydzielanie insuliny: Eksperymenty obejmujące wlew IGF-1 LR3 u płodowych jagniąt wykazały zmniejszenie stężenia insuliny w osoczu płodowym. Podczas eksperymentów z klamrą hiperglikemiczną poziom insuliny u płodów jagniąt leczonych IGF-1 LR3 był o 66% niższy niż w grupie kontrolnej. Zjawisko to wskazuje na potencjalny związek między IGF-1 LR3 a wydzielaniem insuliny, dostarczając ważnych wskazówek do badania patogenezy cukrzycy i opracowywania nowych strategii terapeutycznych [5].
Korelacja z wynikami sportowymi: Badania przeprowadzone na elitarnych izraelskich biegaczach i pływakach wykazały, że polimorfizm genu IGF1 koreluje z poziomem IGF1 w krążeniu oraz że wynik genetyczny IGF (IGF-GS) sprinterów jest powiązany z wynikami sportowymi. Elitarni sprinterzy wykazywali znacznie wyższe średnie wyniki IGF-GS niż sprinterzy na poziomie krajowym i pływacy na krótkich dystansach wysokiego szczebla. Sugeruje to, że system IGF-1 może odgrywać kluczową rolę w ziemskich sportach szybkościowych. Chociaż nie jest pewne, czy IGF-GS można zastosować do wczesnej selekcji elitarnych sprinterów, oferuje on nowe możliwości selekcji sportowców i interwencji szkoleniowych. Przyszłe badania mogą umożliwić opracowanie bardziej ukierunkowanych programów treningowych w celu poprawy wyników sportowych poprzez monitorowanie i analizę markerów związanych z IGF-1 u sportowców [7].
Badania w biologii komórki i medycynie podstawowej
Badania nad regulacją proliferacji komórek: IGF-1 LR3 ma zdolność stymulowania proliferacji komórek. Doświadczenia in vitro wykazały jego skuteczną stymulację proliferacji komórek NIH 3T3. To sprawia, że IGF-1 LR3 jest cennym narzędziem do badania mechanizmów regulacji proliferacji komórek. Obserwując wpływ IGF-1 LR3 na proliferację w różnych liniach komórkowych, badacze mogą uzyskać wgląd w podstawowe procesy biologiczne, takie jak regulacja cyklu komórkowego i szlaki sygnałowe, zapewniając teoretyczne podstawy do badań w onkologii, medycynie regeneracyjnej i dziedzinach pokrewnych [8].
Badania apoptozy i metabolizmu białek: W badaniach komórek C2C12 traktowanych nadtlenkiem wodoru, IGF-1 (w tym jego analog IGF-1 LR3) moduluje syntezę białek komórkowych i równowagę degradacji poprzez regulację w górę Pax7, miogennych czynników regulacyjnych (MRF), mTOR i P70S6K, redukując MuRF1 i MAFbx oraz hamując apoptozę, regulując w ten sposób równowagę między syntezą i degradacją białek. Przyczynia się to do głębszego zrozumienia mechanizmów przeżycia i śmierci komórek w warunkach stresu, a także sieci regulacyjnych metabolizmu białek, oferując nowe cele i spostrzeżenia dotyczące leczenia powiązanych chorób [9]..
Wniosek
IGF-1 LR3, jako syntetyczny, długo działający analog insulinopodobnego czynnika wzrostu 1, promuje specyficzny dla narządów wzrost serca i nadnerczy płodu poprzez aktywację szlaków sygnałowych, takich jak PI3K/Akt i MAPK. Stymuluje proliferację mioblastów mięśni szkieletowych i syntezę białek, reguluje metabolizm, utrzymuje zdrowie mięśni szkieletowych i pomaga w regeneracji po urazach wywołanych wysiłkiem fizycznym.
O Autorze
Wszystkie wyżej wymienione materiały zostały zbadane, zredagowane i opracowane przez Cocer Peptides.
Autor czasopisma naukowego
Feng L jest badaczem zajmującym się fizjologią ćwiczeń i zdrowiem układu krążenia. Ich praca naukowa koncentruje się głównie na badaniu wpływu regulacyjnego różnych form ćwiczeń na funkcje fizjologiczne, w szczególności interakcji między ćwiczeniami a mechanizmami molekularnymi organizmu związanymi ze zdrowiem mięśni i rekonwalescencją po chorobach układu krążenia. Aby przeprowadzić dogłębne badania, dr Feng często łączy przedkliniczne modele badawcze i techniki biologii molekularnej. Feng L jest wymieniony w odnośniku do cytatu [9].
