胰岛素样生长因子(IGF)的神奇作用

 

胰岛素样生长因子(IGF,insulin-like growth factor)及其同源受体和结合蛋白(IGFBPs)家族由两个与胰岛素原结构同源的配体(IGF-I和IGF-II),两个受体(1型和2型;IGF1R和IGF2R)和至少6个IGFBPs组成。

 

IGFs因其结构与胰岛素类似而得名,也被称为“生长激素介质”(即SM ,somatomedins),是生长激素产生生理作用过程中必须的一种活性蛋白多肽物质。

 

(注:生长激素的生理作用包括促进生长,且对于糖、脂、蛋白质代谢和无机盐代谢必不可少)。

 

因为IGFs是由许多组织产生的,所以认为它们以自分泌/旁分泌方式起作用,它们也可以充当经典激素,因为它们与IGFBPs结合后在血浆中循环。根据使用多种细胞系,原代培养物和组织外植体中的体外研究结果表明,IGF-I在出生后介导生长激素的许多作用并被认为具有双重功能,可同时作为有丝分裂原和分化因子。

 

此外,有研究定向诱变的结果表明,IGF-II的基本生长促进功能,仅限于小鼠胚胎发生期。这些结果还表明IGF-II基因受父母印记;父系IGF-II等位基因表达,而母系等位基因在大多数组织中是沉默的。因此,携带父本衍生的突变Igf-2基因(Igf-2(p-)突变体)和纯合Igf-2(- / -)突变体的杂合子代在表型上难以区分:它们是可存活且肥胖的矮子,体重为野生型同窝仔的60%。相反,当破坏的Igf-2等位基因母系传播时后代表型正常。

小鼠IGF-I的氨基酸序列

图 小鼠IGF-I的氨基酸序列,显示由突变基因消除的E4区段编码的多肽部分(椭圆)(来源:百度)

 

体外研究已经证明IGFs与之相互作用的两种特异性细胞表面受体是不相关的。这些受体之一,IGF1R,类似胰岛素受体,是二硫键连接的异四聚体(a21~2)跨膜糖蛋白,具有细胞外配体结合和细胞内酪氨酸激酶结构域。嵌合Igflr cDNA的构建和表达定义了细胞外α亚基的富含半胱氨酸的区段,作为IGF-I和IGF-II配体的结合区域。近年来,使用人Igflr cDNA转染的NIH 3T3成纤维细胞的结合研究表明,IGFIR与IGF-I结合的亲和力比IGF-II高15至20倍。

 

第二种IGF受体IGF2R是缺乏酪氨酸激酶活性的单链多肽,它能够结合IGF-II但是几乎不识别IGF-I。在哺乳动物中,IGF2R还作为参与溶酶体酶靶向的阳离子非依赖性甘露糖6-磷酸受体,双功能哺乳动物IGF2R /阳离子非依赖性甘露糖6-磷酸受体由基因(Igf2r)编码,该基因以Igf-2的相互形式印迹。

 

IGF2R在IGF-II转换中具有明显的作用,尽管有一些有启发性的证据,但仍不清楚它是否参与信号通路。通过在不同细胞培养中的抗体阻断IGF2R从而不抑制IGF-II的促有丝分裂作用,而实际上IGF1R的类似阻断确实损害IGF-II功能。因此,认为IGF-I和IGF-II的生物学作用都是通过与IGFIR的相互作用介导的。

 

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