WikiDer > Инсулиноподобный фактор роста - Википедия

Insulin-like growth factor - Wikipedia
ILGF

В инсулиноподобные факторы роста (IGF) находятся белки с высоким сходство последовательностей к инсулин. IGFs являются частью сложная система клетки используют для связи со своими физиологический среда. Эта сложная система (часто называемая «осью» IGF) состоит из двух рецепторы клеточной поверхности (IGF1R и IGF2R), два лиганды (Инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) и Инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF-2)), семейство из семи высокоаффинных IGF-связывающие белки (IGFBP1 - IGFBP7), а также связанные IGFBP унижающий достоинство ферменты, вместе именуемые протеазы.

Ось IGF1 / GH

«Ось» IGF также обычно называется осью гормона роста / IGF-1. Инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1, или иногда с Римская цифра как IGF-I) в основном секретируется печенью в результате стимуляции гормон роста (GH). IGF-1 важен как для регуляции нормальной физиологии, так и для ряда патологических состояний, включая рак. Было показано, что ось IGF играет роль в продвижении распространение клеток и подавление смерть клетки (апоптоз). Инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF-2, или иногда как IGF-II) считается основным фактор роста требуется для ранней разработки, пока IGF-1 экспрессия необходима для достижения максимального роста. Джин нокаут исследования на мышах подтвердили это, хотя другие животные, вероятно, регулируют экспрессию этих генов различными способами. Хотя IGF-2 может быть в первую очередь плод в действии он также важен для развития и функционирования таких органов, как мозг, печень, и почка.[нужна цитата]

Факторы, которые, как считается, вызывают колебания уровней GH и IGF-1 в кровообращении, включают генетический состав человека, время дня, возраст, пол, физический статус, уровень стресса, уровень питания и т. Д. индекс массы тела (ИМТ), состояние болезни, раса, эстрогеновый статус и ксенобиотик потребление.[1][2][3]

IGF-1 участвует в регулировании нейронное развитие включая нейрогенез, миелинизация, синаптогенез, и дендритный разветвление и нейрозащита после повреждения нейронов. Повышенные уровни IGF-I в сыворотке крови у детей были связаны с более высокими IQ.[4]

IGF-1 формирует развитие улитка через контроль апоптоз. Его дефицит может вызвать слушание потеря. Уровень его в сыворотке также лежит в основе корреляции между короткими высота и снижение слуха, особенно в возрасте 3-5 лет и в возрасте 18 лет (позднее половое созревание).[5]

Рецепторы IGF

Основная статья: Рецептор инсулиноподобного фактора роста

Известно, что IGF связывают Рецептор IGF-1, то рецептор инсулина, то Рецептор IGF-2, рецептор, связанный с инсулином, и, возможно, другие рецепторы. Рецептор IGF-1 является «физиологическим» рецептором -IGF-1 связывается с ним со значительно более высокой аффинностью, чем с рецептором инсулина. Как и рецептор инсулина, рецептор IGF-1 представляет собой рецепторная тирозинкиназа- определение сигналов рецепторов путем добавления молекулы фосфата к определенным тирозинам. Рецептор IGF-2 связывает только IGF-2 и действует как «рецептор клиренса» - он не активирует внутриклеточные сигнальные пути, функционируя только как секвестрирующий агент IGF-2 и предотвращая передачу сигналов IGF-2.

Органы и ткани, пораженные IGF-1

Поскольку многие различные типы тканей экспрессируют рецептор IGF-1, эффекты IGF-1 разнообразны. Он действует как нейротрофический фактор, индуцирующий выживание нейронов. Это может катализировать скелетные мышцы гипертрофия, побуждая синтез белка, и блокируя мышечная атрофия. Он защищает хрящ клеток, и связано с активацией остеоциты, и, таким образом, может быть анаболическим фактором для кость. Поскольку при высоких концентрациях он способен активировать рецептор инсулина, он также может дополнять эффекты инсулин.[нужна цитата] Рецепторы IGF-1 находятся в гладких мышцах сосудов, тогда как типичные рецепторы инсулина не обнаруживаются в гладких мышцах сосудов.[6]

IGF-связывающие белки

IGF-1 и IGF-2 регулируются семейством белков, известных как IGF-связывающие белки. Эти белки помогают модулировать действие IGF сложными способами, которые включают как ингибирование действия IGF путем предотвращения связывания с рецептором IGF-1, так и стимулирование действия IGF, возможно, за счет помощи в доставке к рецептору и увеличения периода полужизни IGF. В настоящее время существует семь охарактеризованных белков, связывающих IGF (IGFBP1 - IGFBP7). В настоящее время имеются значительные данные, предполагающие, что IGFBP играют важную роль в дополнение к их способности регулировать IGFs. IGF-1 и IGFBP-3 зависят от GH, тогда как IGFBP-1 регулируется инсулином. Производство IGFBP-1 из печени значительно повышается во время инсулинопении, в то время как уровни биологически активного IGF-1 в сыворотке крови повышаются инсулином.

Заболевания, вызванные IGF

Недавние исследования показывают, что ось инсулин / IGF играет важную роль в старение.[7] Нематоды, плодовые мошки, и другие организмы имеют увеличенную продолжительность жизни, когда ген, эквивалентный инсулину млекопитающих, выбит. Однако связать это открытие с млекопитающими довольно сложно, потому что в меньшем организме есть много генов (по крайней мере 37 у нематод Caenorhabditis elegans[8]), которые являются «инсулиноподобными» или «IGF-1-подобными», тогда как у млекопитающих инсулиноподобные белки состоят только из семи членов (инсулин, IGFs, релаксины, EPIL, и релаксиноподобный фактор)[нужна цитата]. Человеческие инсулиноподобные гены, по-видимому, играют разные роли с некоторыми, но меньшими перекрестными помехами, по-видимому, потому, что у людей есть несколько белков, подобных рецепторам инсулина. У более простых организмов обычно меньше рецепторов; например, у нематоды существует только один инсулиноподобный рецептор. C. elegans.[9] Кроме того, C. elegans не имеют специализированных органов, таких как (Островки Лангерганса), которые воспринимают инсулин в ответ на гомеостаз глюкозы. Более того, IGF1 влияет на продолжительность жизни нематод, вызывая образование дауэра, стадии развития личинки C. elegans. Коррелятов у млекопитающих нет. Таким образом, вопрос о том, может ли IGF-1 или инсулин у млекопитающего нарушать старение, является открытым, хотя есть предположение, что это может быть связано с явлением ограничения питания.

Другие исследования начинают раскрывать важную роль IGFs в таких заболеваниях, как рак и сахарный диабет, показывая, например, что IGF-1 стимулирует рост как клеток рака простаты, так и рака груди. Исследователи не полностью согласны со степенью риска рака, которую представляет IGF-1.[10][11][12][13][14][15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Такахаши Ю., Кипнис Д.М., Даугадей WH (сентябрь 1968 г.). «Секреция гормона роста во время сна». Журнал клинических исследований. 47 (9): 2079–90. Дои:10.1172 / JCI105893. ЧВК 297368. PMID 5675428.
  2. ^ Джустина А., Мацциотти Дж., Каналис Е. (август 2008 г.). «Гормон роста, инсулиноподобные факторы роста и скелет». Эндокринные обзоры. 29 (5): 535–59. Дои:10.1210 / er.2007-0036. ЧВК 2726838. PMID 18436706.
  3. ^ Саттон Дж., Лазарус Л. (октябрь 1976 г.). «Гормон роста при упражнениях: сравнение физиологических и фармакологических раздражителей». Журнал прикладной физиологии. 41 (4): 523–7. Дои:10.1152 / jappl.1976.41.4.523. PMID 985395.
  4. ^ Ганнелл Д., Миллер Л.Л., Роджерс И., Холли Дж. М. (ноябрь 2005 г.). «Связь инсулиноподобного фактора роста I и белка-3, связывающего инсулиноподобный фактор роста, с коэффициентом интеллекта среди детей в возрасте 8–9 лет в продольном исследовании родителей и детей Avon». Педиатрия. 116 (5): e681-6. Дои:10.1542 / педс.2004-2390. PMID 16263982.
  5. ^ Велч Д., Дауэс П.Дж. (октябрь 2007 г.). «Детский слух связан с темпами роста в младенчестве и подростковом возрасте». Педиатрические исследования. 62 (4): 495–8. Дои:10.1203 / PDR.0b013e3181425869. PMID 17667854.
  6. ^ Борнфельдт KE, Арнквист HJ, Dahlkvist HH, Skottner A, Wikberg JE (апрель 1988 г.). «Рецепторы инсулиноподобного фактора роста-I в плазматических мембранах, выделенных из брыжеечных артерий крупного рогатого скота». Acta Endocrinologica. 117 (4): 428–34. Дои:10.1530 / acta.0.1170428. PMID 2968745.
  7. ^ Кеньон CJ (март 2010 г.). «Генетика старения». Природа. 464 (7288): 504–12. Bibcode:2010Натура.464..504K. Дои:10.1038 / природа08980. PMID 20336132.
  8. ^ Пирс С.Б., Коста М., Визотцки Р., Девадхар С., Гомбургер С.А., Бухман А.Р. и др. (Март 2001 г.). «Регулирование передачи сигналов рецептора DAF-2 человеческим инсулином и инсулином-1, членом необычайно большого и разнообразного семейства генов инсулина C. elegans». Гены и развитие. 15 (6): 672–86. Дои:10.1101 / gad.867301. ЧВК 312654. PMID 11274053.
  9. ^ Кимура К.Д., Тиссенбаум Х.А., Лю Ю., Рувкун Г. (август 1997 г.). «daf-2, ген, подобный рецептору инсулина, который регулирует продолжительность жизни и диапаузу у Caenorhabditis elegans». Наука. 277 (5328): 942–6. Дои:10.1126 / science.277.5328.942. PMID 9252323.
  10. ^ Коэн П., Пил Д.М., Ламсон Г., Розенфельд Р.Г. (август 1991 г.). «Инсулиноподобные факторы роста (IGF), рецепторы IGF и IGF-связывающие белки в первичных культурах эпителиальных клеток простаты». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма. 73 (2): 401–7. Дои:10.1210 / jcem-73-2-401. PMID 1713219.
  11. ^ Липпман М.Е. (январь 1993 г.). «Разработка биологических методов лечения рака груди». Наука. 259 (5095): 631–2. Bibcode:1993Наука ... 259..631Л. Дои:10.1126 / science.8430312. PMID 8430312.
  12. ^ Папа V, Глиоццо Б., Кларк Г.М., Макгуайр В.Л., Мур Д., Фуджита-Ямагути Ю. и др. (Август 1993 г.). «Рецепторы инсулиноподобного фактора роста-I чрезмерно экспрессируются и предсказывают низкий риск рака груди у человека». Исследования рака. 53 (16): 3736–40. PMID 8339284.
  13. ^ Скарт JP (2006). "Модуляция оси гормон роста-инсулиноподобный фактор роста (GH-IGF) фармацевтическими, нутрицевтическими и экологическими ксенобиотиками: новая роль метаболизирующих ксенобиотиков ферментов и факторов транскрипции, регулирующих их экспрессию. Обзор". Xenobiotica; Судьба чужеродных соединений в биологических системах. 36 (2–3): 119–218. Дои:10.1080/00498250600621627. PMID 16702112.
  14. ^ Woods AG, Guthrie KM, Kurlawalla MA, Gall CM (апрель 1998 г.). «Вызванное деафферентацией увеличение экспрессии информационной РНК инсулиноподобного фактора роста-1 в гиппокампе сильно ослаблено у крыс среднего и пожилого возраста». Неврология. 83 (3): 663–8. Дои:10.1016 / S0306-4522 (97) 00539-3. PMID 9483550.
  15. ^ Роулендс М.А., Холли Дж. М., Ганнелл Д., Донован Дж., Лейн Дж. А., Хэмди Ф. и др. (Январь 2012 г.). «Циркулирующие инсулиноподобные факторы роста и IGF-связывающие белки при обнаруженном PSA раке простаты: большое исследование« случай-контроль »ProtecT». Исследования рака. 72 (2): 503–15. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-11-1601. ЧВК 3272440. PMID 22106399.