Faktor pertumbuhan seperti insulin 1
| Faktor pertumbuhan seperti insulin 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pengecam | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alias | IGF1, IGF-I, IGF1A, IGFI, MGF, insulin like growth factor 1, IGF | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pengecam-pengecam luaran | OMIM: 147440 MGI: 96432 HomoloGene: 515 GeneCards: IGF1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faktor pertumbuhan seperti insulin 1 (insulin-like growth factor 1; IGF-1), juga dipanggil somatomedin C, ialah hormon yang serupa dalam struktur molekul dengan insulin yang memainkan peranan penting dalam pertumbuhan kanak-kanak, dan mempunyai kesan anabolik pada orang dewasa.
IGF-1 ialah protein yang pada manusia dikodkan oleh gen IGF1.[4][5] IGF-1 terdiri daripada 70 asid amino dalam satu rantai dengan tiga jambatan disulfida intramolekul. IGF-1 mempunyai berat molekul 7,649 Dalton.[6] Dalam anjing, mutasi purba dalam IGF1 adalah punca utama fenotip anjing mainan.[7]
IGF-1 dihasilkan terutamanya oleh hati. Pengeluaran dirangsang oleh hormon pertumbuhan (GH). Kebanyakan IGF-1 terikat kepada salah satu daripada 6 protein pengikat (IGF-BP). IGFBP-1 dikawal oleh insulin. IGF-1 dihasilkan sepanjang hayat; kadar tertinggi pengeluaran IGF-1 berlaku semasa lonjakan pertumbuhan akil baligh.[8] Tahap terendah berlaku pada peringkat bayi dan usia tua.[9][10]
Analog sintetik IGF-1, mekasermin, digunakan pada kanak-kanak bagi rawatan kegagalan pertumbuhan.[11]
Glisina-prolina siklik (cGP) ialah metabolit IGF-1. Ia mempunyai struktur kitaran, sifat lipofilik, dan stabil secara enzimatik, menjadikannya calon lebih baik dalam memanipulasi proses pelepasan-ikatan antara IGF-1 dan protein pengikatnya, seterusnya menormalkan fungsi IGF-1.
Sintesis dan peredaran
IGF-1 dihasilkan terutamanya oleh hati sebagai hormon endokrin serta dalam tisu sasaran dalam gaya parakrin/autokrin. Pengeluaran dirangsang oleh hormon pertumbuhan (GH) dan boleh direncatkan oleh kekurangan zat makanan,[8] ketidakpekaan hormon pertumbuhan, kekurangan reseptor hormon pertumbuhan, atau kegagalan laluan isyarat hiliran selepas reseptor GH termasuk SHP2 dan STAT5B. Kira-kira 98% daripada IGF-1 sentiasa terikat kepada salah satu daripada 6 protein pengikat (IGF-BP). IGFBP-3, protein yang paling banyak, menyumbang 80% daripada semua pengikatan IGF. IGF-1 mengikat kepada IGFBP-3 dalam nisbah molar 1:1. IGFBP-1 dikawal oleh insulin.[12]
IGF-1 dihasilkan sepanjang hayat. Kadar tertinggi pengeluaran IGF-1 berlaku semasa lonjakan pertumbuhan akil baligh. Tahap terendah berlaku pada peringkat bayi dan usia tua.[13]
Pengambilan protein meningkatkan tahap IGF-1 dalam manusia, bebas daripada jumlah penggunaan kalori.[14] Faktor-faktor yang diketahui menyebabkan variasi dalam tahap hormon pertumbuhan (GH) dan IGF-1 dalam peredaran termasuk: tahap insulin, keadaan genetik, masa hari, umur, jantina, status senaman, tahap tekanan, pemakanan. tahap dan indeks jisim badan (BMI), keadaan penyakit, etnik, status estrogen dan pengambilan xenobiotik.[15]
Mekanisme tindakan
IGF-1 adalah pengantara utama kesan hormon pertumbuhan (GH). Hormon pertumbuhan dibuat dalam kelenjar pituitari anterior, dilepaskan ke dalam aliran darah, dan kemudian merangsang hati untuk menghasilkan IGF-1. IGF-1 kemudiannya merangsang pertumbuhan badan sistemik, dan mempunyai kesan menggalakkan pertumbuhan pada hampir setiap sel dalam badan, terutamanya sel otot rangka, rawan, tulang, hati, buah pinggang, saraf, kulit, hematopoiesis, dan paru-paru. Sebagai tambahan kepada kesan seperti insulin, IGF-1 juga boleh mengawal sintesis DNA selular.[16]
IGF-1 mengikat sekurang-kurangnya dua tirosina kinase reseptor permukaan sel: reseptor IGF-1 (IGF1R), dan reseptor insulin. Tindakan utamanya dimediasi dengan mengikat kepada reseptor khususnya, IGF1R, yang terdapat pada permukaan banyak jenis sel dalam banyak tisu. Mengikat kepada IGF1R memulakan isyarat intraselular. IGF-1 ialah salah satu pengaktif semula jadi paling mujarab bagi laluan isyarat AKT, perangsang pertumbuhan dan percambahan sel, dan perencat kuat kematian sel terencana.[17][18] Reseptor IGF-1 nampaknya merupakan reseptor "fisiologi" kerana ia mengikat IGF-1 dengan pertalian yang jauh lebih tinggi daripada reseptor insulin. IGF-1 mengaktifkan reseptor insulin pada kira-kira 0.1 kali ganda potensi insulin. Sebahagian daripada isyarat ini mungkin melalui heterodimer IGF1R/Receptor Insulin (sebab kekeliruan ialah kajian yang mengikat menunjukkan bahawa IGF1 mengikat reseptor insulin 100 kali ganda kurang baik daripada insulin, namun itu tidak berkorelasi dengan potensi sebenar IGF1 in vivo pada mendorong fosforilasi reseptor insulin, dan hipoglikemia).
Kesan metabolisme
Sebagai faktor pertumbuhan utama, IGF-1 bertanggungjawab untuk merangsang pertumbuhan semua jenis sel termasuk sel kanser dan menyebabkan kesan metabolik yang ketara.[19] Satu kesan metabolik penting IGF-1 ialah keupayaannya untuk memberi isyarat kepada sel bahawa nutrien yang mencukupi tersedia untuk sel menjalani hipertrofi dan pembahagian sel.[20] Isyarat ini juga membolehkan IGF-1 menghalang apoptosis sel dan meningkatkan pengeluaran protein selular.[20] Reseptor IGF-1 ada di mana-mana, yang membolehkan perubahan metabolik yang disebabkan oleh IGF-1 berlaku dalam semua jenis sel.[19] Kesan metabolik IGF-1 adalah meluas dan boleh menyelaraskan metabolisme protein, karbohidrat dan lemak dalam pelbagai jenis sel yang berbeza.[19] Kawal selia kesan metabolik IGF-1 pada tisu sasaran juga diselaraskan dengan hormon lain seperti hormon pertumbuhan dan insulin.[21]
Faktor pertumbuhan berkaitan
IGF-1 berkait rapat dengan protein kedua yang dipanggil "IGF-2". IGF-2 juga mengikat reseptor IGF-1. Walau bagaimanapun, IGF-2 sahaja mengikat reseptor yang dipanggil "reseptor IGF-2" (juga dipanggil reseptor manosa-6-fosfat). Reseptor IGF-2 (IGF2R) tidak mempunyai kapasiti transduksi isyarat, dan peranan utamanya adalah untuk bertindak sebagai sinki bagi IGF-2, dan menjadikan IGF-2 yang tersedia lebih sedikit untuk mengikat dengan IGF-1R. Seperti yang ditunjukkan oleh nama "faktor pertumbuhan seperti insulin 1", IGF-1 secara struktur adalah berkaitan dengan insulin, malah mampu mengikat reseptor insulin, walaupun pada afiniti yang lebih rendah daripada insulin.
Varian sambatan IGF-1 yang berkongsi rantau matang yang sama, tetapi dengan domain E yang berbeza dikenali sebagai faktor pertumbuhan mekanikal (mechano-growth factor, MGF).[22]
Gangguan
Dwarfisme Laron
Pesakit dengan kekurangan faktor pertumbuhan seperti insulin 1 primer teruk (IGFD), dipanggil sindrom Laron, boleh dirawat sama ada dengan IGF-1 sahaja atau campuran dengan IGFBP-3.[23] Mekasermin (nama jenama Increlex) ialah analog sintetik IGF-1 yang diluluskan dalam rawatan kegagalan pertumbuhan.[23]
Orang yang mempunyai sindrom Laron mempunyai kadar kanser dan diabetes yang sangat rendah.[24] Selain itu, orang dengan sindrom Laron yang tidak dirawat juga tidak pernah mengalami jerawat.[25]
Akromegali
Akromegali adalah sindrom yang mengakibatkan kelenjar pituitari anterior menghasilkan GH secara berlebihan. Sebilangan gangguan boleh meningkatkan pengeluaran GH pituitari, walaupun lazimnya ia melibatkan tumor yang dipanggil adenoma pituitari yang berasal daripada jenis sel yang berbeza (somatotrof). Ia membawa kepada perubahan anatomi dan disfungsi metabolik disebabkan oleh peningkatan GH dan tahap IGF-1 yang tinggi.[26] Tahap IGF-1 yang tinggi dalam akromegali berkaitan dengan peningkatan risiko beberapa jenis kanser, terutamanya kanser kolon dan kanser tiroid.[27]
Kanser
Mutasi dalam laluan isyarat PI3K-AKT-mTOR adalah faktor dalam pembentukan tumor yang terdapat terutamanya pada kulit, organ dalaman, dan nodus limfa sekunder (sarkoma Kaposi).[28]
Kegunaan diagnostik
Tahap IGF-1 boleh diukur dalam darah dalam julat 10-1000 ng/ml.[29] Memandangkan paras tidak banyak turun naik sepanjang hari bagi seseorang individu, IGF-1 digunakan oleh pakar perubatan sebagai ujian saringan kekurangan hormon pertumbuhan dan lebihan dalam akromegali dan gigantisme.
Punca tahap IGF-1 tinggi
- akromegali (terutama apabila GH juga tinggi)
- diet tinggi protein[30]
- penggunaan produk tenusu (kecuali keju)[31]
- kelewatan akil baligh[32]
- kehamilan[33]
- hipertiroidisme[33]
- Masalah ujian IGF-1[33]
- beberapa tumor yang jarang berlaku (karsinoid) yang merembeskan IGF-1[34]
Kesan kesihatan
Kanser
Ada cadangan bahawa pengambilan IGF-1 dalam produk tenusu boleh meningkatkan risiko kanser, terutamanya kanser prostat.[35][36] Walau bagaimanapun, semakan 2018 oleh Jawatankuasa Kekarsinogenan Bahan Kimia dalam Makanan, Produk Pengguna dan Alam Sekitar (COC) menyimpulkan bahawa terdapat "bukti yang tidak mencukupi untuk membuat sebarang kesimpulan kukuh sama ada pendedahan kepada diet IGF-1 dikaitkan dengan peningkatan insiden kanser dalam pengguna."[36] Proses tenusu tertentu seperti penapaian diketahui dapat mengurangkan kepekatan IGF-1 dengan ketara.[37]
Kadar kematian
Kajian 2022 mendapati bahawa kedua-dua tahap tinggi dan rendah IGF-1 meningkatkan risiko kematian, manakala julat pertengahan (120-160 ng/ml) dikaitkan dengan kadar kematian terendah.[38]
Lain-lain
Peningkatan tahap IGF-1 dikaitkan dengan risiko penyakit kardiovaskular dan strok iskemia yang lebih rendah.[39][40][41]
Ujian klinikal
Protein rekombinan
Beberapa syarikat telah menilai pemberian IGF-1 rekombinan dalam ujian klinikal untuk diabetes jenis 1 serta jenis 2, sklerosis lateral amiotrofik,[42] kelecuran teruk dan distrofi otot miotonik.
Rujukan
- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000017427 - Ensembl, May 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "The human gene encoding insulin-like growth factor I is located on chromosome 12". Human Genetics. 69 (2): 157–160. 1985. doi:10.1007/BF00293288. PMID 2982726. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Sequence of cDNA encoding human insulin-like growth factor I precursor". Nature. 306 (5943): 609–611. 1983. Bibcode:1983Natur.306..609J. doi:10.1038/306609a0. PMID 6358902. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "The amino acid sequence of human insulin-like growth factor I and its structural homology with proinsulin". The Journal of Biological Chemistry. 253 (8): 2769–2776. April 1978. doi:10.1016/S0021-9258(17)40889-1. PMID 632300.
- ^ "Big dog, little dog: mutation explains range of canine sizes". Nature. 602 (7895): 18. February 2022. Bibcode:2022Natur.602...18C. doi:10.1038/d41586-022-00209-0. PMID 35087254 Check
|pmid=value (bantuan). - ^ a b "IGF-1 Induces GHRH Neuronal Axon Elongation during Early Postnatal Life in Mice". PLOS ONE. 12 (1): e0170083. 2017. Bibcode:2017PLoSO..1270083D. doi:10.1371/journal.pone.0170083. PMC 5226784. PMID 28076448. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Serum insulin-like growth factor I (somatomedin-C) level in normal subjects from infancy to adulthood, pituitary dwarfs and normal variant short children". Endocrinologia Japonica. 35 (6): 857–864. December 1988. doi:10.1507/endocrj1954.35.857. PMID 3250861.
- ^ "Serum insulin-like growth factor I in a random population sample of men and women: relation to age, sex, smoking habits, coffee consumption and physical activity, blood pressure and concentrations of plasma lipids, fibrinogen, parathyroid hormone and osteocalcin". Clinical Endocrinology. 41 (3): 351–357. September 1994. doi:10.1111/j.1365-2265.1994.tb02556.x. PMID 7955442.
- ^ "Mecasermin". BioDrugs. 22 (3): 177–188. 2008. doi:10.2165/00063030-200822030-00004. PMID 18481900.
- ^ "Negative cooperativity in the insulin-like growth factor-I receptor and a chimeric IGF-I/insulin receptor". Endocrinology. 135 (1): 472–475. July 1994. doi:10.1210/endo.135.1.8013387. PMID 8013387. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Advances in pubertal growth and factors influencing it: Can we increase pubertal growth?". Indian Journal of Endocrinology and Metabolism. 18 (Suppl 1): S53–S62. November 2014. doi:10.4103/2230-8210.145075. PMC 4266869. PMID 25538878.
- ^ "Low protein intake is associated with a major reduction in IGF-1, cancer, and overall mortality in the 65 and younger but not older population". Cell Metabolism. 19 (3): 407–417. March 2014. doi:10.1016/j.cmet.2014.02.006. PMC 3988204. PMID 24606898. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Modulation of the growth hormone-insulin-like growth factor (GH-IGF) axis by pharmaceutical, nutraceutical and environmental xenobiotics: an emerging role for xenobiotic-metabolizing enzymes and the transcription factors regulating their expression. A review". Xenobiotica; the Fate of Foreign Compounds in Biological Systems. 36 (2–3): 119–218. 2006. doi:10.1080/00498250600621627. PMID 16702112.
- ^ "Circulating levels of IGF-1 directly regulate bone growth and density". The Journal of Clinical Investigation. 110 (6): 771–781. September 2002. doi:10.1172/JCI15463. PMC 151128. PMID 12235108. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Multiple signaling pathways of the insulin-like growth factor 1 receptor in protection from apoptosis". Molecular and Cellular Biology. 19 (10): 7203–7215. October 1999. doi:10.1128/mcb.19.10.7203. PMC 84713. PMID 10490655. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "c-Myc-induced sensitization to apoptosis is mediated through cytochrome c release". Genes & Development. 13 (11): 1367–1381. June 1999. doi:10.1101/gad.13.11.1367. PMC 316765. PMID 10364155.
- ^ a b c "Metabolic actions of insulin-like growth factor-I in normal physiology and diabetes". Endocrinology and Metabolism Clinics of North America. 41 (2): 425–43, vii–viii. June 2012. doi:10.1016/j.ecl.2012.04.017. PMC 3374394. PMID 22682639.
- ^ a b "Role of IGF-I signaling in muscle bone interactions". Bone. 80: 79–88. November 2015. doi:10.1016/j.bone.2015.04.036. PMC 4600536. PMID 26453498.
- ^ "The relative roles of growth hormone and IGF-1 in controlling insulin sensitivity". The Journal of Clinical Investigation. 113 (1): 25–27. January 2004. doi:10.1172/JCI200420660. PMC 300772. PMID 14702105.
- ^ "Mechano-growth factor reduces loss of cardiac function in acute myocardial infarction". Heart, Lung & Circulation. 17 (1): 33–39. February 2008. doi:10.1016/j.hlc.2007.04.013. PMID 17581790. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ a b "The role of recombinant insulin-like growth factor I in the treatment of the short child". Current Opinion in Pediatrics. 19 (4): 458–464. August 2007. doi:10.1097/MOP.0b013e3282094126. PMID 17630612.
- ^ "Growth Hormone Receptor Deficiency is Associated With a Major Reduction in Pro-aging Signaling, Cancer and Diabetes in Humans". Science Translational Medicine. 3 (70): 70ra13. February 2011. doi:10.1126/scitranslmed.3001845. PMC 3357623. PMID 21325617. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ Khanna N, Kubba R (2014). World Clinics: Dermatology – Acne. JP Medical Ltd. ISBN 9789350909768.
- ^ "Expert consensus document: A consensus on the medical treatment of acromegaly". Nature Reviews. Endocrinology. 10 (4): 243–248. April 2014. doi:10.1038/nrendo.2014.21. PMID 24566817. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Acromegaly: a challenging condition to diagnose". review. International Journal of General Medicine. 11: 337–343. August 2018. doi:10.2147/IJGM.S169611. PMC 6112775. PMID 30197531.
- ^ "4E-BP1 Is a Tumor Suppressor Protein Reactivated by mTOR Inhibition in Head and Neck Cancer". Cancer Research. 79 (7): 1438–1450. April 2019. doi:10.1158/0008-5472.CAN-18-1220. PMC 6445709. PMID 30894372. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Association between Insulin-Like Growth Factor- 1 and Severity of Liver Disease in Patients with Liver Cirrhosis". Afro-Egyptian Journal of Infectious and Endemic Diseases. 11 (2): 208–215. 2021-06-01. doi:10.21608/aeji.2021.61888.1136. ISSN 2090-7613.
- ^ "Low protein intake is associated with a major reduction in IGF-1, cancer, and overall mortality in the 65 and younger but not older population". primary. Cell Metabolism. 19 (3): 407–417. March 2014. doi:10.1016/j.cmet.2014.02.006. PMC 3988204. PMID 24606898. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Over-stimulation of insulin/IGF-1 signaling by western diet may promote diseases of civilization: lessons learnt from laron syndrome". primary. Nutrition & Metabolism. 8: 41. June 2011. doi:10.1186/1743-7075-8-41. PMC 3141390. PMID 21699736.
- ^ "Spuriously Elevated Serum IGF-1 in Adult Individuals with Delayed Puberty: A Diagnostic Pitfall". primary. International Journal of Endocrinology. 2010: 1–4. 2010. doi:10.1155/2010/370692. PMC 2939391. PMID 20862389.
- ^ a b c "Monitoring of acromegaly: what should be performed when GH and IGF-1 levels are discrepant?". review. Clinical Endocrinology. 71 (2): 166–170. August 2009. doi:10.1111/j.1365-2265.2009.03556.x. PMC 3654652. PMID 19226264.
- ^ "Bronchial carcinoid secreting insulin-like growth factor-1 with acromegalic features". primary. The Annals of Thoracic Surgery. 88 (4): 1350–1352. October 2009. doi:10.1016/j.athoracsur.2009.02.042. PMID 19766843.
- ^ "Does milk intake promote prostate cancer initiation or progression via effects on insulin-like growth factors (IGFs)? A systematic review and meta-analysis". Cancer Causes & Control. 28 (6): 497–528. June 2017. doi:10.1007/s10552-017-0883-1. PMC 5400803. PMID 28361446. Unknown parameter
|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ a b "Statement on possible carcinogenic hazard to consumers from insulin-like growth factor-1 (IGF-1) in the diet. assets.publishing.service.gov.uk.
- ^ "Analysis of the IGF-system in milk from farm animals - Occurrence, regulation, and biomarker potential". Growth Hormone & IGF Research. 35: 1–7. August 2017. doi:10.1016/j.ghir.2017.05.004. PMID 28544872.
- ^ "Association between IGF-1 levels ranges and all-cause mortality: A meta-analysis". Aging Cell. 21 (2): e13540. February 2022. doi:10.1111/acel.13540. PMC 8844108 Check
|pmc=value (bantuan). PMID 35048526 Check|pmid=value (bantuan). Unknown parameter|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "IGF-1 and cardiovascular disease". Growth Hormone & IGF Research. 45: 6–16. April 2019. doi:10.1016/j.ghir.2019.01.002. PMC 6504961. PMID 30735831.
- ^ "Association between insulin-like growth factor-1 and cardiovascular events: a systematic review and dose-response meta-analysis of cohort studies". Journal of Endocrinological Investigation. 45 (12): 2221–2231. December 2022. doi:10.1007/s40618-022-01819-1. PMID 35596917 Check
|pmid=value (bantuan). Unknown parameter|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Relationship between serum insulin-like growth factor 1 levels and ischaemic stroke: a systematic review and meta-analysis". BMJ Open. 12 (6): e045776. June 2022. doi:10.1136/bmjopen-2020-045776. PMC 9204407 Check
|pmc=value (bantuan). PMID 35705353 Check|pmid=value (bantuan). Unknown parameter|displayauthors=ignored (bantuan) - ^ "Potential utility of rhIGF-1 in neuromuscular and/or degenerative disease". Ciba Foundation Symposium. Novartis Foundation Symposia. 196: 18–27, discussion 27–38. 1996. doi:10.1002/9780470514863.ch3. ISBN 9780470514863. PMID 8866126.
Pautan luar
- Insulin-Like+Growth+Factor+I dalam Tajuk Subjek Perubatan (MeSH) di Perpustakaan Perubatan Negara AS
- Gambaran maklumat struktur tersedia di PDB bagi UniProt: P05019 (Insulin-like growth factor I) di PDBe-KB.
