IGF-1 LR3 1mg

▎ IGF-1 LR3 Cấu trúc

▎ IGF-1 LR3 Nghiên cứu

Nền tảng nghiên cứu của IGF-1 LR3 là gì?

Nghiên cứu về IGF-1 LR3 xuất phát từ nhu cầu khắc phục những hạn chế của yếu tố tăng trưởng giống insulin tự nhiên 1 (IGF-1). Là chất điều hòa chính cho sự tăng trưởng, biệt hóa và trao đổi chất của tế bào, IGF-1 tự nhiên cho thấy tiềm năng trong việc sửa chữa mô, nghiên cứu tăng trưởng và phát triển cũng như can thiệp bệnh tật. Tuy nhiên, nó có những hạn chế đáng kể: Thời gian bán hủy của nó chỉ kéo dài vài giờ, dẫn đến thải trừ nhanh chóng trong cơ thể. Hơn nữa, nó liên kết chặt chẽ với các protein liên kết với IGF, dẫn đến tỷ lệ thấp các dạng hoạt động, tự do khó phát huy tác dụng lâu dài. Những hạn chế này đã hạn chế nghiêm trọng hiệu quả của nó trong nghiên cứu thực nghiệm và các ứng dụng tiềm năng, thúc đẩy các nhà khoa học khám phá các chất tương tự được sửa đổi về mặt cấu trúc với hiệu suất được nâng cao.

Với những tiến bộ trong công nghệ sinh học phân tử và kỹ thuật protein, các nhóm nghiên cứu đã tập trung vào việc sửa đổi chính xác IGF-1 để cải thiện các đặc tính của nó. Thông qua các nghiên cứu chuyên sâu về mối quan hệ cấu trúc-chức năng của IGF-1, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc sửa đổi ở các vị trí axit amin cụ thể có thể ảnh hưởng đến tương tác của nó với các protein liên kết và thụ thể: Thay thế axit glutamic ở vị trí 3 bằng arginine và thêm 13 axit amin vào đầu N làm giảm ái lực của nó với protein liên kết với IGF, giảm các dạng liên kết không hoạt động đồng thời tăng cường liên kết với thụ thể IGF-1. Đồng thời, việc tối ưu hóa cấu trúc đã mở rộng chu trình trao đổi chất của phân tử trong cơ thể, cuối cùng tạo ra IGF-1 LR3 với 83 axit amin. Điều này dẫn đến thời gian bán hủy kéo dài đến 20-30 giờ và hiệu lực tăng lên khoảng ba lần.

Cơ chế hoạt động của IGF-1 LR3 là gì?

Tăng sinh và biệt hóa tế bào

Kích thích tăng sinh nguyên bào cơ: Trong quá trình phát triển của thai nhi, IGF-1 LR3 thúc đẩy đáng kể sự tăng sinh của nguyên bào cơ xương. Ví dụ, các nghiên cứu về bào thai cừu mang thai muộn cho thấy rằng sau một tuần truyền IGF-1 LR3, tỷ lệ tăng sinh nguyên bào cơ xương tăng lên đáng kể (P < 0,05). Điều này cho thấy IGF-1 LR3 tác động trực tiếp lên các nguyên bào cơ để thúc đẩy chu kỳ tế bào, cho phép nhiều nguyên bào cơ đi vào trạng thái tăng sinh và do đó cung cấp thêm nguồn tế bào cho sự tăng trưởng và phát triển mô cơ ^[1].

Ảnh hưởng đến sự phát triển nang trứng: Trong quá trình sinh lý buồng trứng, IGF-1 LR3 tham gia điều hòa sự sinh trưởng và phát triển của nang trứng. Trong mô hình siêu rụng trứng ở chuột, việc sử dụng đồng thời IGF-1 LR3 với gonadotropin làm tăng thêm tỷ lệ rụng trứng và tăng trọng lượng buồng trứng ở một số chủng chuột. Điều này cho thấy IGF-1 LR3 có thể ảnh hưởng đến sự trưởng thành và rụng trứng của nang trứng bằng cách điều chỉnh sự tăng sinh và biệt hóa tế bào hạt, do đó ảnh hưởng đến chức năng sinh sản ^[2].

Điều hòa trao đổi chất

Thu nhận và sử dụng chất dinh dưỡng: Sau khi truyền IGF-1 LR3 ở bào thai cừu mang thai muộn, người ta đã quan sát thấy tốc độ hấp thu axit amin ở dây rốn giảm cùng với nồng độ axit amin của bào thai thấp hơn, mặc dù tốc độ luân chuyển protein của bào thai tương tự nhau. Điều này cho thấy IGF-1 LR3 có thể ảnh hưởng đến mô hình hấp thu và sử dụng chất dinh dưỡng của thai nhi, cho phép sử dụng hiệu quả hơn các chất dinh dưỡng hạn chế để hỗ trợ sự phát triển của cơ quan cụ thể thay vì tăng nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho thai nhi thông qua lưu lượng máu qua nhau thai hoặc kích thích vận chuyển chất dinh dưỡng ^[2].

Hình 1 IGF-1 ức chế tình trạng viêm và tăng tốc quá trình hình thành mạch thông qua các con đường truyền tín hiệu Ras/PI3K/IKK/NF-κB để thúc đẩy quá trình lành vết thương ^[3].

Ức chế bài tiết Insulin: Truyền IGF-1 LR3 hoặc nước muối vào thai cừu mang thai muộn cho thấy nồng độ insulin trong huyết tương ở cừu được truyền IGF-1 LR3 giảm. Ngoài ra, sự tiết insulin trong các thí nghiệm kẹp tăng đường huyết đã giảm đi so với đối chứng. Điều này cho thấy IGF-1 LR3 có thể tác động trực tiếp lên tế bào β tuyến tụy để ức chế bài tiết insulin. Các nghiên cứu sâu hơn về các đảo nhỏ của bào thai bị cô lập cho thấy rằng các đảo nhỏ từ cừu được truyền IGF-1 LR3 biểu hiện sự tiết insulin thấp liên tục để đáp ứng với kích thích glucose trong ống nghiệm, cho thấy IGF-1 LR3 có thể gây ra các khiếm khuyết nội tại trong tế bào β tuyến tụy, làm suy giảm chức năng tiết insulin bình thường ^[4,5].

Điều hòa sự hình thành mạch

Vai trò trong quá trình tạo mạch buồng trứng: Trong các thí nghiệm nuôi cấy tạo mạch nang trứng được hoàng thể hóa ở bò, tác dụng của IGF-1 LR3 đối với mạng lưới tế bào nội mô nang trứng được hoàng thể hóa (EC) và việc sản xuất progesterone đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy tác động hạn chế đến các thông số tăng trưởng EC nhưng tăng nhẹ sự tăng sinh tế bào (3–5%). Ngược lại, IGF-1 LR3 có tác dụng khác biệt đối với việc sản xuất progesterone, trong khi chất đối kháng thụ thể IGF-1 picropodophyllin (PPP) làm giảm đáng kể cả thông số tăng trưởng EC và nồng độ progesterone. Điều này cho thấy IGF-1 LR3 có thể điều chỉnh quá trình tạo mạch và sản xuất progesterone trong các nang trứng bị hoàng thể hóa thông qua con đường truyền tín hiệu thụ thể IGF-1, do đó duy trì chức năng buồng trứng và khả năng sinh sản ^[6].

Các ứng dụng của IGF-1 LR3 là gì?

Nghiên cứu và ứng dụng tăng trưởng và phát triển động vật

Thúc đẩy sự phát triển của cơ quan bào thai: Trong các thí nghiệm với bào thai cừu mang thai muộn, việc truyền IGF-1 LR3 làm tăng đáng kể sự phát triển của cơ quan bào thai, thúc đẩy sự phát triển của các cơ quan như tim, thận, lá lách và tuyến thượng thận. Điều này cho thấy IGF-1 LR3 đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh quá trình phát triển cơ quan của thai nhi, góp phần hiểu sâu hơn về cơ chế điều hòa tăng trưởng và phát triển của thai nhi. Nó cung cấp hỗ trợ về mặt lý thuyết và hướng dẫn thực tế để cải thiện hiệu suất sinh sản của động vật và nâng cao tỷ lệ sống sót của con cái ^[1].

Kích thích tăng sinh nguyên bào cơ xương: Nghiên cứu chỉ ra rằng IGF-1 LR3 kích thích tăng sinh nguyên bào cơ xương. Trong các thí nghiệm bào thai cừu, việc truyền IGF-1 LR3 đã tăng cường rõ rệt hoạt động tăng sinh nguyên bào cơ ^[1].

Nghiên cứu về bệnh tiểu đường và các bệnh liên quan

Đánh giá tác động lên sự tiết insulin: Các thí nghiệm liên quan đến việc truyền IGF-1 LR3 ở bào thai cừu cho thấy nồng độ insulin trong huyết tương của thai nhi giảm. Trong các thí nghiệm kẹp tăng đường huyết, nồng độ insulin ở bào thai cừu được điều trị bằng IGF-1 LR3 thấp hơn 66% so với đối chứng. Hiện tượng này cho thấy mối liên quan tiềm tàng giữa IGF-1 LR3 và sự tiết insulin, cung cấp manh mối quan trọng để nghiên cứu cơ chế bệnh sinh của bệnh tiểu đường và phát triển các chiến lược điều trị mới ^[5].

Mối tương quan với thành tích thể thao: Nghiên cứu về các vận động viên chạy bộ và bơi lội ưu tú của Israel cho thấy rằng đa hình gen IGF1 tương quan với mức độ IGF1 lưu hành và điểm di truyền IGF (IGF-GS) của vận động viên chạy nước rút có liên quan đến thành tích thể thao. Những vận động viên chạy nước rút ưu tú có điểm IGF-GS trung bình cao hơn đáng kể so với những vận động viên chạy nước rút cấp quốc gia và vận động viên bơi cự ly ngắn trình độ cao. Điều này cho thấy hệ thống IGF-1 có thể đóng một vai trò quan trọng trong các môn thể thao tốc độ trên mặt đất. Mặc dù vẫn chưa chắc chắn liệu IGF-GS có thể được sử dụng để lựa chọn sớm những vận động viên chạy nước rút ưu tú hay không, nhưng nó mang lại những con đường mới cho việc can thiệp vào việc lựa chọn và đào tạo vận động viên. Nghiên cứu trong tương lai có thể cho phép phát triển các chương trình đào tạo có mục tiêu hơn để nâng cao thành tích thể thao bằng cách theo dõi và phân tích các dấu hiệu liên quan đến IGF-1 ở vận động viên ^[7].

Nghiên cứu về sinh học tế bào và y học cơ bản

Nghiên cứu điều hòa sự tăng sinh tế bào: IGF-1 LR3 có khả năng kích thích sự tăng sinh tế bào. Các thí nghiệm in vitro chứng minh sự kích thích hiệu quả của nó đối với sự tăng sinh tế bào NIH 3T3. Điều này làm cho IGF-1 LR3 trở thành một công cụ có giá trị để nghiên cứu các cơ chế điều hòa tăng sinh tế bào. Bằng cách quan sát tác động của IGF-1 LR3 đối với sự tăng sinh trên các dòng tế bào khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn về các quá trình sinh học cơ bản như điều hòa chu kỳ tế bào và đường truyền tín hiệu, cung cấp nền tảng lý thuyết cho các nghiên cứu về ung thư, y học tái tạo và các lĩnh vực liên quan ^[8].

Nghiên cứu quá trình tự hủy và chuyển hóa protein: Trong các nghiên cứu về tế bào C2C12 được xử lý bằng hydro peroxide, IGF-1 (bao gồm cả IGF-1 LR3 tương tự của nó) điều chỉnh sự cân bằng tổng hợp và thoái hóa protein của tế bào bằng cách điều chỉnh tăng Pax7, các yếu tố điều hòa myogen (MRF), mTOR và P70S6K, làm giảm MuRF1 và MAFbx, đồng thời ức chế quá trình apoptosis, từ đó điều chỉnh sự cân bằng giữa tổng hợp và thoái hóa protein. Điều này góp phần hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế sống sót và chết của tế bào trong điều kiện căng thẳng, cũng như mạng lưới điều hòa chuyển hóa protein, đưa ra các mục tiêu và hiểu biết mới để điều trị các bệnh liên quan ^[9].

Phần kết luận

IGF-1 LR3, như một chất tương tự tác dụng kéo dài tổng hợp của yếu tố tăng trưởng giống insulin 1, thúc đẩy sự phát triển của cơ quan cụ thể trong tim thai nhi và tuyến thượng thận bằng cách kích hoạt các con đường truyền tín hiệu như PI3K/Akt và MAPK. Nó kích thích sự tăng sinh nguyên bào cơ xương và tổng hợp protein, điều chỉnh quá trình trao đổi chất, duy trì sức khỏe cơ xương và hỗ trợ phục hồi sau chấn thương do tập thể dục.

Về tác giả

Các tài liệu nêu trên đều được nghiên cứu, biên tập và biên soạn bởi Cocer Peptides.

Tác giả tạp chí khoa học

Feng L là nhà nghiên cứu tập trung vào lĩnh vực sinh lý tập thể dục và sức khỏe tim mạch. Công việc học thuật của họ chủ yếu tập trung vào việc khám phá tác động điều chỉnh của các hình thức tập thể dục khác nhau đối với các chức năng sinh lý, đặc biệt là sự tương tác giữa tập thể dục và các cơ chế phân tử của cơ thể liên quan đến sức khỏe cơ bắp và phục hồi bệnh tim mạch. Tiến sĩ Feng thường áp dụng kết hợp mô hình nghiên cứu tiền lâm sàng và kỹ thuật sinh học phân tử để tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu. Feng L được liệt kê trong tài liệu tham khảo trích dẫn [9].

▎ Trích dẫn liên quan

[1] Stremming J, White A, Donthi A, et al. IGF-1 tái tổ hợp ở cừu thúc đẩy sự phát triển của các cơ quan cụ thể ở bào thai cừu. Biên giới trong Sinh lý học 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. Trình diễn mới lạ về vai trò sinh lý/dược lý của yếu tố tăng trưởng giống insulin-1 trong quá trình rụng trứng ở chuột và tác động lên Cumulus oophorus. Nội tiết 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, và cộng sự. IGF-1 ức chế tình trạng viêm và tăng tốc độ hình thành mạch thông qua con đường truyền tín hiệu Ras/PI3K/IKK/NF-κB để thúc đẩy quá trình lành vết thương. Tạp chí Khoa học Dược phẩm Châu Âu 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] White A, Stremming J, Boehmer BH, và cộng sự. Giảm tiết insulin do glucose kích thích sau khi truyền IGF-1 trong 1 tuần ở bào thai cừu ở giai đoạn cuối thời kỳ mang thai là do khiếm khuyết đảo nội tại. Tạp chí Sinh lý-Nội tiết và Chuyển hóa Hoa Kỳ 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] Trắng A, Stremming J, LD Nâu, Rozance PJ. Sự tiết insulin bị suy giảm do glucose kích thích trong quá trình truyền IGF-1 LR3 cấp tính vào bào thai cừu không tồn tại ở các đảo nhỏ bị cô lập. Tạp chí Nguồn gốc Phát triển của Sức khỏe và Bệnh tật 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] Nwachukwu CU, Robinson RS, Woad KJ. Ảnh hưởng của hệ thống yếu tố tăng trưởng giống insulin đến sự hình thành mạch máu tạo hoàng thể. Sinh sản và Sinh sản 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. Điểm di truyền trục yếu tố tăng trưởng giống insulin và sự xuất sắc trong thể thao. Tạp chí Nghiên cứu Sức mạnh và Điều hòa năm 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102.

[8] Mao W. Biểu hiện ở mức độ cao của chuỗi dài Arg~3-IGF-1 trong Pichia pastoris cũng như quá trình tinh chế và mô tả đặc tính của nó. Bản tin của Viện Hàn lâm Khoa học Quân y 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. Bài tập thể dục nhịp điệu và bài tập sức đề kháng làm giảm chứng teo cơ xương thông qua con đường IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt ở chuột bị nhồi máu cơ tim. Tạp chí Sinh lý học-Tế bào Hoa Kỳ 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

TẤT CẢ CÁC BÀI VIẾT VÀ THÔNG TIN SẢN PHẨM ĐƯỢC CUNG CẤP TRÊN TRANG WEB NÀY CHỈ DÀNH CHO PHỔ BIẾN THÔNG TIN VÀ MỤC ĐÍCH GIÁO DỤC.  

Các sản phẩm được cung cấp trên trang web này chỉ dành riêng cho nghiên cứu in vitro. Nghiên cứu trong ống nghiệm (tiếng Latin: *in glass*, nghĩa là trong đồ thủy tinh) được tiến hành bên ngoài cơ thể con người. Những sản phẩm này không phải là dược phẩm, chưa được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt và không được sử dụng để ngăn ngừa, điều trị hoặc chữa khỏi bất kỳ tình trạng y tế, bệnh tật hoặc bệnh tật nào. Pháp luật nghiêm cấm việc đưa các sản phẩm này vào cơ thể người hoặc động vật dưới mọi hình thức.