PEG-MGF (5 MG)

Beskrivelse

PEG-MGF Peptid

MGF er en forkortelse for Mechano Growth Factor, et forskningspeptid, som forskere anser for at tilhøre IGF-1-familien (insulinlignende vækstfaktor). MGF er en isoform af IGF-1, også kendt som IGF-1Ec, og menes primært at blive produceret i leveren. IGF-1-genet ser ud til at gennemgå transkription og kan generere de tre mRNA-isoformer: IGF-1Ea, IGF-1Eb og IGF-1Ec. Dette indikerer, at MGF (eller IGF-1Ec) kan være identisk med IGF-1, men med et andet E-domæne. Syntesen af hver isoform ser ud til at have specifikke funktioner i forskellige væv som respons på forskellige stimuli.

PEG-MGF, eller polyethylenglycol (PEG)-yleret MGF, er en syntetisk form af MGF. Pegylering forbinder polyethylenglycol (PEG) med en anden forbindelse for at ændre dens struktur. Forskere mener, at MGF alene kan have en kort halveringstid; men når det først er bundet til PEG, kan halveringstiden forlænges med nogle dage.

Forskningsstudier antager, at PEG-IGF-1 kan være mere virkningsfuld end rekombinant IGF-1 til regenerering af muskelceller og forbedring af muskelfunktionen. Hovedbegrundelsen blev tilskrevet hypotesen om, at PEG muligvis ikke let binder sig til andre forbindelser og derved kan føre til forsinket clearance. Desuden kan modificering af IGF-1’s C-terminal med tilføjelse af PEG øge peptidets potentielle indvirkning på væv.

Oversigt

Forskere foreslog eksistensen af tre IGF-1-forløberproteiner, der dannes ved splejsningen af den modne IGF-1. Hver forløber omfatter 70 aminosyrerester fra den modne IGF-1 og adskiller sig muligvis kun i den aminosyresekvens, der er knyttet til COOH-terminalen, hvilket muligvis bestemmer dens funktion. I slutningen af 1990’erne og begyndelsen af 2000’erne blev det foreslået, at en af de tre forløbere, IGF-1EC (MGF), kan øges ved muskelskade.

Adskillige studier er efterfølgende blevet gennemført for at isolere og syntetisere den (PEG)-ylerede MGF med henblik på at modificere og potentielt forbedre peptidets virkning. Studierne har antydet, at den modne IGF-1 under muskelstress kan blive splejset som respons på stress og derved producere og frigive en af isoformerne kaldet IGF-1EC, også kendt som Mechano Growth Factor (MGF).

En forskningshypotese antyder, at når MGF øges, kan den aminosyresekvens, der er knyttet til MGF’s COOH-terminal, blive aktiveret og fremme celleproliferation i muskelstamceller. Yderligere studier indikerede, at PEG-MGF kan stimulere proliferationen af C2C12-muskelceller og myoblaster ved præsentation. På baggrund af disse resultater blev det foreslået, at MGF-peptidet kan være biologisk aktivt og inert af natur. PEG-MGF kan fremkalde en stærkere, mere holdbar virkning end normal MGF.

Kemisk Sammensætning

Molekylformel: C₁₂₁H₂₀₀N₄₂O₃₉

Molekylvægt: Ikke angivet (afhænger af PEG-kædelængden)

Andre Kendte Betegnelser: PEG-MGF-E, PEG-MGF-Ct24E

Forskning og Kliniske Studier

PEG-MGF Peptid og Muskelstruktur

Muskelmodstandsaktivitet ser ud til at aktivere mechano-growth factor (MGF)-mRNA i muskelvæv, hvilket forskere foreslår viser sig som en betydelig stigning på 163 % fra baseline-niveauerne. Denne markante stigning antyder et potentielt direkte respons fra MGF på mekaniske stimuli inde i musklerne. Samtidig kan en observeret stigning i væksthormonniveauerne, som typisk ledsager muskelmodstand, tilføje kompleksitet til dette molekylære samspil. Data tyder på en forøgelse på 456 % i MGF-mRNA, der falder sammen med modstandsaktiviteter, hvorimod en stigning i væksthormonniveauerne alene ser ud til at påvirke MGF-mRNA-ekspressionen med omkring 80 % sammenlignet med baseline. Forskerne kommenterede: “Dette kan afspejle en overordnet opregulering af transkriptionen af IGF-I-genet forud for splejsning”. Følgelig er det hypotesen, at MGF kan spille en afgørende rolle i organismens iboende mekanisme til at afbøde muskelskade og fremme vævsreparation som respons på mekanisk stress. Denne hypotese understreger de indviklede og koordinerede molekylære responser, der udløses af fysisk anstrengelse, og afspejler en sofistikeret biologisk tilpasning til at bevare muskelintegritet og -funktion.

For at undersøge dette yderligere blev der gennemført et studie for at undersøge MGF’s potentiale for muskelreparation og sårheling. Eksperimentelle musemodeller induceret med muskelkontusion og muskulær makrofagdepletion blev anvendt som forsøgspersoner. På baggrund af omfattende analyser efter studiet teoretiserede forskerne, at MGF kan fremkalde muskelreparation i de sårede væv. MGF så ud til at nedsætte graden af fibrose i de kontuderede muskler og reducerede ekspressionen af inflammatoriske cytokiner, kemokiner og stressfaktorer. Foreløbige analyser indikerede, at MGF kan påvirke fibrose i beskadiget muskelvæv gennem den sandsynlige undertrykkelse af ekspressionen af kollagentype I og III. Disse kollagener anses for at være essentielle komponenter i den ekstracellulære matrix, der er involveret i fibrotiske processer. Derudover så der ud til at være et mærkbart fald i markører for oxidativt stress og matrix-metalloproteinaser (MMP’er), hvilket kan antyde, at MGF kan dæmpe visse inflammatoriske processer forbundet med muskelskade. Desuden så forekomsten af kontuderede muskler ud til at falde, hvilket potentielt kan facilitere reparationsmekanismerne i de skadede væv. Undersøgelsen foreslog også, at MGF’s indflydelse på satellitcellernes funktionelle dynamik efter skade og immuncellers tilstedeværelse ved skadesstedet – begge anset for at være afgørende for muskelregenerering – kan være minimal. Denne påstand er baseret på de stabile ekspressionsniveauer af MyoD og myogenin, som anses for at være henholdsvis centrale markører for satellitcelleproliferation og -differentiering. Selvom MGF kan lindre visse facetter af muskelskaderesponsen, kan dets direkte indvirkning på satellitcellernes funktionalitet under disse specifikke omstændigheder derfor ikke fastslås med sikkerhed. Studiet antydede yderligere, at MGF kan ændre det inflammatoriske miljø i det skadede muskelvæv. Denne modulering påvises foreløbigt ved et rapporteret fald i ekspressionen af pro-inflammatoriske cytokiner såsom tumornekrosefaktor-alfa (TNF-α), interferon-gamma (IFN-γ), interleukin-1 beta (IL-1β) og transforming growth factor-beta (TGF-β) sammen med kemokiner som CCL2, CCL5 og CXCR4 efter MGF-eksperimentering. Derudover var der en spekulativ indikation af, at MGF kan hjælpe med at afbøde oxidativt stress i skadede muskler, som antydet ved en mulig reduktion i ekspressionen af gp91phox, et element af NADPH-oxidase, der ser ud til at spille en væsentlig rolle i dannelsen af reaktive iltarter.

PEG-MGF Peptid og Hjertebeskyttelse

Hovedformålet med dette studie var at evaluere MGF’s potentielle virkning på hjertemuskler, der gennemgår programmeret celledød efter hypoksi, en tilstand kendetegnet ved begrænset ilttilførsel. Rotter blev eksperimentelt induceret med hypoksi med kun 1 % ilttilførsel, hvilket førte til cellulær apoptose. Da peptidet blev givet til rottemodellerne, rapporterede studiet, at peptidet så ud til at fremkalde øget migration af stamceller til hjertet, hvilket muligvis førte til hæmning af apoptose. Mere specifikt foreslås MGF potentielt at forbedre migrationen af mesenkymale stamceller (hMSC’er). Denne proces antyder en kemotaktisk virkning, som strategisk kan anvendes til at lede stamceller til områder, der er påvirket af skade eller sygdom. Grundlaget for denne påstand stammer fra tilsyneladende stigninger i niveauerne af Bcl-2-genet, som menes at spille en afgørende rolle i at fremme celleoverlevelse, hvilket således tyder på, at MGF kan besidde egenskaber, der hæmmer apoptotiske processer i celler. Denne observation understreger muligheden for MGF som et potentielt middel til at fremme vævsregenerering ved at modulere cellulære mekanismer, der kan forhindre programmeret celledød.

PEG-MGF Peptid og Knoglebrud

Hovedformålet med dette studie var at evaluere MGF’s potentiale for knogleskade. 27 kaniner blev eksperimentelt induceret med en 5 mm knogledefekt og blev derefter inddelt i tre grupper, der fik MGF eller et kontrolstof i 5 på hinanden følgende dage. Efter forsøget, da knoglevævet blev undersøgt histologisk, rapporterede forskerne, at kontrolvævet så ud til at være mindst helet, hvorimod knoglevævet med MGF så ud til at være mest helet. Til sammenligning udviste MGF-eksponerede væv også en overlegen helingsproces i forhold til dem, der blev eksponeret for insulinlignende vækstfaktor 1 (IGF-1), hvilket antyder, at MGF kan interagere med cellulære processer på en måde, der adskiller sig fra IGF-1. Yderligere indsigter fra studiet tyder på, at MGF kan påvirke cellecyklussen ved potentielt at standse den på specifikke stadier, og det kan også aktivere Mitogen-Activated Protein Kinase/Extracellular Signal-Regulated Kinase 1/2-signalvejen (MAPK-Erk1/2). Disse mekanismer indikerer, at MGF kan anvende en mangesidet strategi til at fremme celleproliferation, hvilket sandsynligvis involverer ændring af cellecyklussens progression og udløsning af bestemte molekylære signalveje, der er afgørende for cellulær reparation og regenerering. Denne nuancerede tilgang understreger MGF’s potentielt komplekse og målrettede virkning i knogleheling-modeller.

PEG-MGF Peptid og Neurobeskyttelse

Adskillige studier blev gennemført på mus, der blev eksperimenteret på med henblik på at øge niveauerne af MGF og derved studere virkningen af øget MGF-koncentration på deres hjerneceller. Ét studie omfattede avl af mus til konstitutivt at overproducere MGF i hjernens hippocampus-område. Hippocampus anses for primært at være ansvarlig for at regulere neurogenese-fænomenet i kroppen. Denne overproduktion af MGF så ud til at resultere i høje koncentrationer af BrdU, en biologisk markør, der repræsenterer proliferativ aktivitet. Et andet studie blev gennemført, hvor mus blev avlet til betinget MGF-produktion ved 1, 3 og 12 måneders alder. Adfærdsanalyse og biologiske responser blev undersøgt efter 2 år. Disse mus blev rapporteret at udvise forhøjede niveauer af BrdU og neurogenese.

MGF Peptid og Hypertrofi af Muskelvæv

Hovedformålet med et centralt studie af MGF var at vurdere dets potentiale på muskelceller i forskellige aldre. I dette studie gennemgik muskelcellekulturer, fra neonatale til ældre stadier, evaluering efter at være blevet eksponeret for MGF. Det blev observeret, at MGF i yngre celler så ud til at udskyde indtræden af cellulær senescens, som er den gradvise forringelse af cellefunktionen. Denne forsinkelse antyder, at MGF kan være i stand til at opretholde muskelfunktion og dens regenerative egenskaber, der typisk aftager med alderen. Derudover bemærkede studiet en forbedring i celleproliferationen blandt celler, der spændte fra neonatale til unge; en sådan proliferation så dog ikke ud til at strække sig til de ældre celler. I disse ældre celler var der en mærkbar stigning i muskelhypertrofi, kendetegnet ved en øget muskelcellestørrelse. Dog var der en markant reduktion i antallet af reserveceller. Disse reserveceller, som typisk ikke umiddelbart differentierer eller sammensmelter til myotuber, var tilsyneladende til stede i en reduceret andel i kulturen. Myotuber, som er afgørende strukturer i muskeludvikling, dannes gennem fusionen af muskelceller. Denne fusionsproces blev tilsyneladende forbedret på tværs af alle aldersgrupper af MGF, hvilket ikke kun øgede myotubestørrelsen, men potentielt også musklens funktionelle evner gennem den øgede ekspression af muskelspecifikke kontraktile proteiner. Denne observation er betydningsfuld, da den implicerer en reduceret tilstedeværelse af reserveceller, hvilket antyder, at MGF kan tilskynde disse celler til at deltage mere aktivt i muskeldannelse. Afslutningsvis antog forskerne, at “MGF-24aa-E-peptidet alene har en markant evne til at forbedre satellitcelleaktivering, -proliferation og -fusion til muskelreparation og -vedligeholdelse”.

PEG-MGF er kun tilgængeligt til forsknings- og laboratorieformål. Gennemgå og overhold venligst vores Vilkår og betingelser, før du bestiller.

Referencer

1. Philippou A, Papageorgiou E, Bogdanis G, Halapas A, Sourla A, Maridaki M, Pissimissis N, Koutsilieris M. Expression of IGF-1 isoforms after exercise-induced muscle damage in humans: characterization of the MGF E peptide actions in vitro. In Vivo. 2009 Jul-Aug;23(4):567-75. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19567392/
2. Zabłocka, B., Goldspink, P. H., Goldspink, G., & Górecki, D. C. (2012). Mechano-Growth Factor: an important cog or a loose screw in the repair machinery? Frontiers in endocrinology, 3, 131. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3485521/
3. Janssen, J. A., Hofland, L. J., Strasburger, C. J., van den Dungen, E. S., & Thevis, M. (2016). Potency of Full-Length MGF to Induce Maximal Activation of the IGF-I R Is Similar to Recombinant Human IGF-I at High Equimolar Concentrations. PloS one, 11(3), e0150453. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4798685/
4. Rotwein P. (2014). Editorial: the fall of mechanogrowth factor?. Molecular endocrinology (Baltimore, Md.), 28(2), 155–156. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3896639/
5. Hameed M, Lange KH, Andersen JL, Schjerling P, Kjaer M, Harridge SD, Goldspink G. The effect of recombinant human growth hormone and resistance training on IGF-I mRNA expression in the muscles of elderly men. J Physiol. 2004 Feb 15;555(Pt 1):231-40. doi: 10.1113/jphysiol.2003.051722. Epub 2003 Oct 17. PMID: 14565994; PMCID: PMC1664832.
6. Liu X, Zeng Z, Zhao L, Chen P, Xiao W. Impaired Skeletal Muscle Regeneration Induced by Macrophage Depletion Could Be Partly Ameliorated by MGF Injection. Front Physiol. 2019 May 17;10:601. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31164836/
7. Doroudian G, Pinney J, Ayala P, Los T, Desai TA, Russell B. Sustained delivery of MGF peptide from microrods attracts stem cells and reduces apoptosis of myocytes. Biomed Microdevices. 2014 Oct;16(5):705-15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24908137/
8. Deng M, Zhang B, Wang K, Liu F, Xiao H, Zhao J, Liu P, Li Y, Lin F, Wang Y. Mechano growth factor E peptide promotes osteoblasts proliferation and bone-defect healing in rabbits. Int Orthop. 2011 Jul;35(7):1099-106. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21057789/
9. Alec Walker. Hearts and Minds of Mice and Men: Mechano Growth Factor a new tool in the battle against age-related neuron loss? 20 Jul 2017.
10. Kandalla PK, Goldspink G, Butler-Browne G, Mouly V. Mechano Growth Factor E peptide (MGF-E), derived from an isoform of IGF-1, activates human muscle progenitor cells and induces an increase in their fusion potential at different ages. Mech Ageing Dev. 2011 Apr. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21354439/