IGF-1 LR3 1 мг

▎ IGF-1 LR3 Структура

▎ IGF-1 LR3 Дослідження

Яка основа дослідження IGF-1 LR3?

Дослідження IGF-1 LR3 виникло з необхідності подолати обмеження природного інсуліноподібного фактора росту 1 (IGF-1). Будучи ключовим регулятором клітинного росту, диференціації та метаболізму, природний IGF-1 демонструє потенціал у відновленні тканин, дослідженнях росту та розвитку, а також у лікуванні захворювань. Однак він має значні недоліки: його період напіврозпаду становить лише кілька годин, що призводить до швидкого виведення in vivo. Крім того, він міцно зв’язується з IGF-зв’язуючими білками, що призводить до низької частки вільних, активних форм, які намагаються надати тривалий ефект. Ці обмеження серйозно обмежили його ефективність в експериментальних дослідженнях і потенційних застосуваннях, спонукаючи вчених досліджувати структурно модифіковані аналоги з підвищеною продуктивністю.

З прогресом у молекулярній біології та технологіях білкової інженерії дослідницькі групи зосередилися на точній модифікації IGF-1 для покращення його властивостей. Завдяки поглибленим дослідженням структурно-функціонального зв’язку IGF-1 дослідники виявили, що модифікації в певних амінокислотних сайтах можуть впливати на його взаємодію зі зв’язуючими білками та рецепторами: заміна глутамінової кислоти в положенні 3 аргініном і додавання 13 амінокислот до N-кінця знижує його спорідненість до IGF-зв’язуючого білка, зменшуючи кількість неактивних зв’язуючих форм, одночасно посилюючи зв'язування з рецептором IGF-1. Одночасно структурна оптимізація подовжила метаболічний цикл молекули in vivo, в кінцевому результаті даючи IGF-1 LR3 з 83 амінокислотами. Це призвело до подовження періоду напіввиведення до 20-30 годин і приблизно в три рази збільшення ефективності.

Який механізм дії IGF-1 LR3?

Проліферація та диференціація клітин

Стимуляція проліферації міобластів: під час внутрішньоутробного розвитку IGF-1 LR3 значно сприяє проліферації міобластів скелетних м’язів. Наприклад, дослідження на плодах ягнят на пізніх термінах вагітності показали, що після одного тижня інфузії IGF-1 LR3 швидкість проліферації міобластів скелетних м’язів значно зросла (P <0,05). Це вказує на те, що IGF-1 LR3 безпосередньо діє на міобласти для просування клітинного циклу, дозволяючи більшій кількості міобластів переходити в проліферативний стан і таким чином забезпечувати додаткові клітинні джерела для росту та розвитку м’язової тканини ^[1].

Вплив на розвиток фолікулів: під час фізіології яєчників IGF-1 LR3 бере участь у регуляції росту та розвитку фолікулів. У моделі суперовуляції у щурів спільне введення IGF-1 LR3 з гонадотропінами додатково збільшувало швидкість овуляції та збільшувала масу яєчників у певних ліній щурів. Це свідчить про те, що IGF-1 LR3 може впливати на дозрівання фолікулів і овуляцію, регулюючи проліферацію та диференціацію гранульозних клітин, тим самим впливаючи на репродуктивну функцію ^[2].

Регуляція обміну речовин

Придбання та використання поживних речовин: після інфузії IGF-1 LR3 у плодів ягнят на пізніх термінах вагітності спостерігалося зниження швидкості поглинання амінокислот пуповиною разом із нижчими концентраціями амінокислот у плода, незважаючи на схожі швидкості обміну білка у плода. Це свідчить про те, що IGF-1 LR3 може впливати на поглинання та використання поживних речовин плодом, забезпечуючи більш ефективне використання обмежених поживних речовин для підтримки органоспецифічного росту, а не збільшення надходження поживних речовин до плода через плацентарний кровотік або стимуляцію передачі поживних речовин ^[2].

Рисунок 1 IGF-1 пригнічує запалення та прискорює ангіогенез через сигнальні шляхи Ras/PI3K/IKK/NF-κB для сприяння загоєнню ран ^[3].

Інгібування секреції інсуліну: інфузія IGF-1 LR3 або фізіологічного розчину ягнятам на пізніх термінах вагітності виявила зниження концентрації інсуліну в плазмі ягнят, яким вводили IGF-1 LR3. Крім того, секреція інсуліну під час експериментів з гіперглікемічним затискачем була зменшена порівняно з контролем. Це свідчить про те, що IGF-1 LR3 може безпосередньо впливати на β-клітини підшлункової залози, пригнічуючи секрецію інсуліну. Подальші дослідження ізольованих фетальних острівців показали, що острівці ягнят, які отримували IGF-1 LR3, демонстрували постійну низьку секрецію інсуліну у відповідь на стимуляцію глюкозою in vitro, що свідчить про те, що IGF-1 LR3 може викликати внутрішні дефекти β-клітин підшлункової залози, порушуючи нормальну функцію секреції інсуліну ^[4,5].

Регуляція ангіогенезу

Роль в ангіогенезі яєчників: в експериментах з культурою ангіогенезу лютеїнізованих фолікулів великої рогатої худоби було досліджено вплив IGF-1 LR3 на мережі ендотеліальних клітин лютеїнізованого фолікула (EC) і продукцію прогестерону. Результати показали обмежений вплив на параметри росту EC, але незначне збільшення проліферації клітин (3–5%). Навпаки, IGF-1 LR3 справляв диференційований вплив на продукцію прогестерону, тоді як антагоніст рецептора IGF-1 пікроподофілін (PPP) значно знижував як параметри росту EC, так і концентрацію прогестерону. Це свідчить про те, що IGF-1 LR3 може модулювати васкуляризацію та продукцію прогестерону в лютеїнізованих фолікулах через сигнальний шлях рецептора IGF-1, таким чином підтримуючи функцію яєчників і фертильність ^[6].

Яке застосування IGF-1 LR3?

Дослідження та застосування в галузі росту та розвитку тварин

Стимулювання росту органів плода: в експериментах із зародками ягнят пізньої вагітності інфузія IGF-1 LR3 значно посилювала ріст органів плода, сприяючи розвитку таких органів, як серце, нирки, селезінка та надниркові залози. Це вказує на те, що IGF-1 LR3 відіграє вирішальну роль у регулюванні процесів розвитку органів плода, сприяючи глибшому розумінню регуляторних механізмів росту та розвитку плода. Він надає теоретичну підтримку та практичні рекомендації щодо покращення репродуктивної продуктивності тварин і підвищення рівня виживання потомства ^[1].

Стимуляція проліферації міобластів скелетних м’язів: дослідження показують, що IGF-1 LR3 стимулює проліферацію міобластів скелетних м’язів. В експериментах із зародком овець інфузія IGF-1 LR3 помітно посилила активність проліферації міобластів ^[1].

Дослідження діабету та пов’язаних із ним захворювань

Оцінка впливу на секрецію інсуліну: Експерименти з інфузією IGF-1 LR3 ягнятам показали зниження концентрації інсуліну в плазмі плода. Під час експериментів з гіперглікемічним затискачем рівні інсуліну у ягнят, які отримували IGF-1 LR3, були на 66% нижчими, ніж у контрольних. Це явище вказує на потенційний зв’язок між IGF-1 LR3 і секрецією інсуліну, надаючи важливі підказки для вивчення патогенезу діабету та розробки нових терапевтичних стратегій ^[5].

Кореляція зі спортивними результатами: Дослідження елітних ізраїльських бігунів і плавців показали, що поліморфізм гена IGF1 корелює з циркулюючими рівнями IGF1, і що генетична оцінка IGF (IGF-GS) спринтерів пов’язана зі спортивними результатами. Елітні спринтери продемонстрували значно вищі середні показники IGF-GS, ніж спринтери національного рівня та плавці високого рівня на короткі дистанції. Це свідчить про те, що система IGF-1 може відігравати вирішальну роль у наземних швидкісних видах спорту. Хоча залишається невизначеним, чи можна використовувати IGF-GS для раннього відбору елітних спринтерів, він пропонує нові шляхи відбору спортсменів і тренувальних втручань. Майбутні дослідження можуть уможливити розробку більш цілеспрямованих тренувальних програм для підвищення спортивних результатів шляхом моніторингу та аналізу пов’язаних з IGF-1 маркерів у спортсменів ^[7].

Дослідження клітинної біології та фундаментальної медицини

Дослідження регуляції проліферації клітин: IGF-1 LR3 має здатність стимулювати проліферацію клітин. Експерименти in vitro демонструють його ефективну стимуляцію проліферації клітин NIH 3T3. Це робить IGF-1 LR3 цінним інструментом для дослідження механізмів регуляції клітинної проліферації. Спостерігаючи вплив IGF-1 LR3 на проліферацію в різних клітинних лініях, дослідники можуть отримати уявлення про фундаментальні біологічні процеси, такі як регуляція клітинного циклу та сигнальні шляхи, забезпечуючи теоретичну основу для досліджень в онкології, регенеративної медицини та суміжних областях ^[8].

Дослідження апоптозу та білкового метаболізму: у дослідженнях клітин C2C12, оброблених перекисом водню, IGF-1 (включаючи його аналог IGF-1 LR3) модулює синтез клітинного білка та баланс деградації шляхом посилення Pax7, міогенних регуляторних факторів (MRF), mTOR та P70S6K, зменшення MuRF1 та MAFbx та інгібування апоптозу, тим самим регулюючи баланс між синтезом і деградацією білка. Це сприяє глибшому розумінню клітинних механізмів виживання та смерті в умовах стресу, а також регуляторних мереж білкового метаболізму, пропонуючи нові цілі та ідеї для лікування пов’язаних захворювань ^[9].

Висновок

IGF-1 LR3, як синтетичний аналог інсуліноподібного фактора росту 1 тривалої дії, сприяє органоспецифічному росту серця та надниркових залоз плода шляхом активації сигнальних шляхів, таких як PI3K/Akt і MAPK. Він стимулює проліферацію міобластів скелетних м’язів і синтез білка, регулює метаболізм, підтримує здоров’я скелетних м’язів і сприяє відновленню після травм, спричинених фізичними вправами.

Про автора

Всі вищезазначені матеріали досліджено, відредаговано та зібрано компанією Cocer Peptides.

Науковий журнал Автор

Фенг Л є дослідником, який займається фізіологією фізичних вправ і здоров’ям серцево-судинної системи. Їх наукова робота в основному зосереджена на дослідженні регуляторного впливу різних форм вправ на фізіологічні функції, зокрема взаємодії між вправами та молекулярними механізмами організму, пов’язаними зі здоров’ям м’язів і відновленням серцево-судинних захворювань. Доктор Фен часто використовує комбінацію моделей доклінічних досліджень і методів молекулярної біології для проведення поглиблених досліджень. Feng L зазначений у посиланні на цитування [9].

▎ Релевантні цитати

[1] Stremming J, White A, Donthi A та ін. Рекомбінантний IGF-1 овець сприяє органоспецифічному росту у плода овець. Frontiers in Physiology 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. Нова демонстрація фізіологічної/фармакологічної ролі інсуліноподібного фактора росту-1 в овуляції у щурів і дії на cumulus oophorus. Ендокринна 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J та ін. IGF-1 пригнічує запалення та прискорює ангіогенез через сигнальні шляхи Ras/PI3K/IKK/NF-κB для сприяння загоєнню ран. European Journal of Pharmaceutical Sciences 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] Уайт А., Стреммінг Дж., Бемер Б.Х. та ін. Зменшення стимульованої глюкозою секреції інсуліну після 1-тижневої інфузії IGF-1 у овець на пізніх термінах вагітності є результатом внутрішнього дефекту острівця. Американський журнал фізіології, ендокринології та метаболізму 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] Вайт А., Стреммінг Дж., Браун Л. Д., Розанс П. Дж. Ослаблена секреція інсуліну, стимульована глюкозою, під час гострої інфузії IGF-1 LR3 у плода вівці не зберігається в ізольованих острівцях. 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. Вплив інсуліноподібної системи факторів росту на лютеїнізуючий ангіогенез. Відтворення та плодючість 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. Високорівнева експресія довголанцюгового Arg~3-IGF-1 у Pichia pastoris та його очищення та характеристика. Вісник Академії військово-медичних наук 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. Аеробні вправи та вправи з опірністю полегшують атрофію скелетних м’язів через шлях IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt у мишей з інфарктом міокарда. American Journal of Physiology-Cell Physiology 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

УСІ СТАТТІ ТА ІНФОРМАЦІЯ ПРО ПРОДУКТИ, НАДАНІ НА ЦЬОМУ ВЕБ-САЙТІ, ПРИЗНАЧЕНІ ВИКЛЮЧНО ДЛЯ ПОШИРЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ ТА НАВЧАЛЬНИХ ЦІЛЕЙ.  

Продукти, представлені на цьому веб-сайті, призначені виключно для досліджень in vitro. Дослідження in vitro (лат. *in glass*, що означає в скляному посуді) проводяться поза людським тілом. Ці продукти не є фармацевтичними препаратами, не були схвалені Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США (FDA) і не повинні використовуватися для профілактики, лікування або лікування будь-яких захворювань, хвороб чи недуг. Законом суворо заборонено введення цих продуктів в організм людини або тварини в будь-якому вигляді.