• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제18권5호
• /
• pp.747-754
• /
• 2005

Nutritional regulation of gene expression associated with growth and feeding behavior in avian species can become an important technique to improve poultry production according to the supply of nutrients in the diet. Insulin-like growth factor-I (IGF-I) found in chickens has been characterized to be a 70 amino acid polypeptide and plays an important role in growth and metabolism. Although it is been well known that IGF-I is highly associated with embryonic development and post-hatching growth, changes in the distribution of IGF-I gene expression throughout early- to late-embryogenesis have not been studied so far. We revealed that the developmental pattern of IGF-I gene expression during embryogenesis differed among various tissues. No bands of IGF-I mRNA were detected in embryonic liver at 7 days of incubation, and thereafter the amount of hepatic IGF-I mRNA was increased from 14 to 20 days of incubation. In eyes, a peak in IGF-I mRNA levels occurred at mid-embryogenesis, but by contrast, IGF-I mRNA was barely detectable in the heart throughout all incubation periods. In the muscle, no significant difference in IGF-I gene expression was observed during different stages of embryogenesis. After hatching, hepatic IGF-I gene expression as well as plasma IGF-I concentration increases rapidly with age, reaches a peak before sexual maturity, and then declines. The IGF-I gene expression is very sensitive to changes in nutritional conditions. Food-restriction and fasting decreased hepatic IGF-I gene expression and refeeding restored IGF-I gene expression to the level of fed chickens. Dietary protein is also a very strong factor in changing hepatic IGF-I gene expression. Refeeding with dietary protein alone successfully restored hepatic IGF-I gene expression of fasted chickens to the level of fed controls. In most circumstances, IGF-I makes a complex with specific high-affinity IGF-binding proteins (IGFBPs). So far, four different IGFBPs have been identified in avian species and the major IGFBP in chicken plasma has been reported to be IGFBP-2. We studied the relationship between nutritional status and IGFBP-2 gene expression in various tissues of young chickens. In the liver of fed chickens, almost no IGFBP-2 mRNA was detected. However, fasting markedly increased hepatic IGFBP-2 gene expression, and the level was reduced after refeeding. In the gizzard of well-fed young chickens, IGFBP-2 gene expression was detected and fasting significantly elevated gizzard IGFBP-2 mRNA levels to about double that of fed controls. After refeeding, gizzard IGFBP-2 gene expression decreased similar to hepatic IGFBP-2 gene expression. In the brain, IGFBP-2 mRNA was observed in fed chickens and had significantly decreased by fasting. In the kidney, IGFBP-2 gene expression was observed but not influenced by fasting and refeeding. Recently, we have demonstrated in vivo that gizzard and hepatic IGFBP-2 gene expression in fasted chickens was rapidly reduced by intravenous administration of insulin, as indicated that in young chickens the reduction in gizzard and hepatic IGFBP-2 gene expression in vivo stimulated by malnutrition may be, in part, regulated by means of the increase in plasma insulin concentration via an insulin-response element. The influence of dietary protein source (isolated soybean protein vs. casein) and the supplementation of essential amino acids on gizzard IGFBP-2 gene expression was examined. In both soybean protein and casein diet groups, the deficiency of essential amino acids stimulated chickens to increase gizzard IGFBP-2 gene expression. Although amino acid supplementation of a soybean protein diet significantly decreased gizzard IGFBP-2 mRNA levels, a similar reduction was not observed in chickens fed a casein diet supplemented with amino acids. This overview of nutritional regulation of IGF-I and IGFBP-2 gene expression in young chickens would serve for the establishment of the supply of nutrients to diets to improve poultry production.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.177-183
• /
• 2018

생체 조직 내에서 표지인자의 발견은 해당 세포의 특성과 기능을 이해하는 데 매우 중요하다. 이전의 연구에서 본 연구진은 돼지정원줄기세포에서 특이적으로 IGFBP 3가 발현되어 표지인자로의 가능성을 보고한 바 있다. 본 연구에서는 IGFBP 3이외의 다른 family member가 정원줄기세포에서 특이적으로 발현하는 지와, 이의 발현을 조절하는 PAPP-A의 조직학적인 측면에서의 발현 양상을 5일령 돼지 정소에서 확인하였다. 그 결과 IGFBP 1, 2, 3, 4, 6의 발현은 정소 전체에서 발현되는 수준보다 돼지 정원줄기세포에서 더 높은 수준에서 발현하고 있음을 확인하였다. PAPP-A는 sertoli cell에서 특이적으로 발현하며, 정원줄기세포에서는 발현하지 않는 것을 PGP9.5와의 동시-조직염색으로 확인하였다. 이러한 결과는 Sertoli cell에서 발현하는 PAPP-A 단백질은 미성숙 돼지 정소에서 IGFBP family를 통해 정소 세포의 발달과 분화를 조절할 것으로 판단된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
• /
• 제51권12호
• /
• pp.1329-1335
• /
• 2008

목 적: 저자들은 한국 소아발육 표준치를 이용하여 25-50백분위수에 속하는 정상대조군 환자들의 혈중 I형 인슐린 양 성장인자(IGF-I)와 인슐린 양 성장인자 결합단백-3 (IGFBP-3) 농도의 SD치를 이용하여, 성장호르몬 결핍증을 진단하는데 있어서 검색검사로서의 진단적 유용성에 대한 분석을 시도하였다. 방 법: 성장호르몬 결핍증 환아 31명, 정상대조군 230명(남아 129명, 여아 101명)을 대상으로 하였다. 성장호르몬 결핍증 환자는 완전 결핍증 14명(남아 12명, 여아 2명), 부분 결핍증 17명(남아 9명, 여아 8명) 이었다. 연령분포는 7세에서 15세 사이였다. IGF-I은 RIA 방법으로, IGFBP-3는 IRMA 방법으로 측정하였다. 결 과: ROC 분석을 통해 얻어진 가장 가능성이 높은 절단치는 정상대조군에서 얻어진 혈중 농도의 -1 표준 편차에 해당하는 값과 유사하였다. 이를 토대로 하여 정상키를 가진 대조군의 혈중 IGF-I 농도의 -1 표준편차 값을 기준 절단치로 잡아 7-9세군, 10-12세군, 13-14세군 각각에서의 성장호르몬 결핍증의 민감도와 특이도를 계산하였을 때 민감도는 87.5-100%였고 특이도는 80-84.6%로 비슷하게 나타났다. 혈중 IGFBP-3는 민감도는 58.7-85.7%로 다소 차이가 많았고 특이도는 79.2-85.5%로 유사하였다. 전체 연령군을 대상으로 한 혈중 IGF-I의 진단적 정확도는 완전결핍 군에서 78.5%, 불완전결핍 군에서는 94.1%였다. 혈중 IGFBP-3의 진단적 정확도는 완전결핍 군에서 83.3%, 불완전결핍 군에서는 76.5%였다. 결 론: 성장호르몬 결핍증을 진단하기 위해서 외래에서 시행하는 일회성 검색검사로 혈중 IGF-I 및 IGFBP-3농도의 측정은 신체계측, 방사선학적 검사법등과 함께 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되며, 본 연구에서는 절단치를 대조군으로부터 얻어진 혈중 평균농도치의 -1 표준 편차 값으로 잡았을 때 비교적 만족할 만한 결과를 얻었다고 생각한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제23권12호
• /
• pp.1668-1676
• /
• 2010

The somatotropic axis plays a key role in proliferation and differentiation of avian organs during both pre- and posthatching periods. This review discusses the complexity of regulation of the endocrine system for chicken development and growth by growth hormone (GH), insulin-like growth factor (IGF), and IGF binding protein (IGFBP). In addition, the thyrotropic axis, including thyrotropin-releasing hormone (TRH) and thyroid hormones ($T_4$ and $T_3$), is also involved in the GH-secreting pattern. In mammals, IGFI and -II are always sequestered in a 150 kDa non-covalent ternary complex. This complex consists of one molecule each of IGF-I or IGF-II, IGFBP-3 or IGFBP-5 and an acid labile subunit (ALS). Chick ALS is identified in different strains for the first time, and further investigation of the expression of ALS on developmental stage and ALS effect on IGF bioavailability may be addressed in the future.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제21권5호
• /
• pp.754-768
• /
• 2008

The past decades have seen enormous advances in our understanding of how GH acts. GH is a pituitary-derived polypeptide hormone that has diverse physiological effects including the regulation of bone growth, carbohydrate and lipid metabolism. The effects of GH are mediated directly and indirectly through IGF-I. In addition, GH stimulates the hepatic production of ALS. In postnatal life, IGF-I and -II circulate as 150 kDa ternary complexes consisting of one molecule each of IGFBP-3 or IGFBP-5, IGF-I or IGF-II and ALS. It is now known that ALS increases significantly the half-lives of the IGFs, IGFBP-3 and -5, and therefore is responsible for maintaining a circulating reservoir for each of these proteins.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제58권4호
• /
• pp.359-366
• /
• 2005

인슐린양 성장 인자 결합 단백-3(Insulin-like growth factor (IGF) binding protein-3 (IGFBP-3))는 혈액 내에서 IGF와 결합하여 복합체 혹은 저장소로 작용함으로써, IGF가 수용체에 결합하는 것을 방해하여 IGF의 항세포사멸(antiapoptosis) 및 세포분열 촉진의 기능을 억제한다. 하지만, 특정 상황에서는 도리어 IGFBP-3가 IGF의 파괴를 억제하여 IGF에 의한 암세포의 분화 및 성장을 촉진할 수도 있다는 것이 알려져 있다. 대부분의 환자에서 혈액내 IGFBP-3 수치는 IGFBP-3 유전자의 -202 좌위(locus)의 다형성(polymorphism)에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 저자 등은 제한 효소(restriction enzyme)를 이용하여 비소세포폐암 환자의 IGFBP-3 유전자 -202 좌위의 다형성을 분석함으로써, 이 좌위의 다형성이 비소세포폐암의 위험도와 연관되어 있는지 조사하였다. 본 연구는 104명의 비소세포폐암 환자군과, 연령, 성별, 흡연력이 비슷한 104명의 대조군을 비교 분석하였다. 대조군에서 -202 좌위 유전자 다형성의 빈도는 AA형 48명 (46.2%), AC형 45명 (43.3%), CC형 11명 (10.5%)이었고, 비소세포폐암 환자군에서 -202 좌위 유전자 다형성의 빈도는 AA형 67명(64.4%), AC형 35명 (33.7%), CC형 2명 (1.9%)이었다. -202 좌위의 유전자 다형성에 있어서 대조군과 비소세포폐암 환자군 사이에 유의한 빈도 차이가 있었으며 (p < 0.05, Pearson's ${\chi}^2-test$), 비소세포폐암의 위험도는 -202 좌위의 AA형에서 가장 높고 CC형에서 가장 낮았다. CC형을 기준으로 하면 AC형의 비교 위험도는 2.60 (95% 신뢰구간: 0.89 - 8.60)이었으며 AA형의 비교 위험도는 5.89 (95% 신뢰구간: 1.92 - 21.16)이었다. 본 연구 결과는, IGFBP-3 유전자의 -202 좌위(locus)의 다형성(polymorphism)이 비소세포폐암의 위험인자 중의 하나일 가능성을 제시하며, 따라서 비소세포폐암에 대한 항암치료 개발에 있어서 새로운 표적이 될 가능성을 시사한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제58권2호
• /
• pp.120-128
• /
• 2005

연구배경 : 인슐린 양 성장 인자 결합 단백질-3 (IGF binding protein-3, IGFBP-3)는 생체내와 실험관내에서 인슐린 양 성장인자 매개 신호전달 체계를 억제하여 비소 세포성 폐암 세포의 증식을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 비소세포성 폐암의 치료에 있어 IGFBP-3를 이용한 치료전략의 개발을 위하여 IGFBP-3(Ad5CMV-BP3)와 FTI SCH66336의 병용치료 상승작용을 분석하였다. 방 법 : 비소세포성 폐암 세포주의 성장에 Ad5CMV-BP3와 SCH66336의 병용투여가 미치는 효과를 측정하기 위하여 비소세포성 폐암 세포주와 IGFBP-3를 발현하는 recombinant adenovirus(Ad5CMV-BP3)를 이용하였고 흉선이 없는 nude mice의 등에 H1299 폐암 세포를 피하 주사한 후 Ad5CMV-BP3와 SCH66336의 병용치료 상승작용을 단일 치료와 비교 분석하였다. 결 과 : SCH66336과 Ad5CMV-BP3 병용처리는 단일 약제보다 더 큰 증식 억제효과 상승작용을 보였으며 nude mice에서도 병용치료 시 종양의 부피는 매우 의미 있는 감소를 보였다. 결 론 : 본 연구의 결과를 통하여 저자들은 SCH66336이 IGFBP-3와 병용투여시 실험실내와 생체내에서 비소 세포성 폐암세포의 세포자멸사에 상승적인 효과가 있다는 것을 처음으로 입증하였으며, 이는 비소세포성 폐암의 치료에 있어 Ad5CMV-BP3와 SCH66336의 병용치료가 임상적으로 사용될 수 있음을 시사하는 것이라 하겠다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
• /
• 제23권3호
• /
• pp.247-268
• /
• 1996

여포와 난포의 성숙, 배란과 착상, 임신의 유지와 태아의 성장 발달, 분만 및 유선발육과 비유 등 일련의 생식현상에서 있어서 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용이 중추적인 역할을 한다는 사실은 오래 전부터 알려져왔다. 그러나 이러한 일련의 현상에 고전적인 호르몬 외에도 다수의 성장인자가 관여되고 있음이 최근의 연구 결과 밝혀지고 있다. 생식기관에서 성장인자들은 대부분 autocrine/paracrine mode로 작용하여, 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용을 매개하거나 이들 호르몬 등과 교호적인 작용(synergy)을 한다. 생식기관 내 insulin-like growth factor(IGF) system은 최근 가장 활발히 연구된 분야 중의 하나로 생식현상의 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 본 지면에서는 IGF system에 관한 개괄적인 정보를 소개하고 현재까지 보고된 intrauterine IGF system에 관한 연구를 요약하고자 한다. IGF family는 IGF-I과 IGF-II ligands, 두종류의 IGF receptors(수용체), 그리고 지금까지 발견된 6종류의 IGF-binding proteins(IGFBPs)로 이루어져 있다. IGF-I과 IGF-II는 proinsulin과 상동한 구조를 가진 peptide로서 포도당과 아미노산 운반을 자극하는 등 insulin과 유사한 작용을 한다. 이 외에도 IGFs는 세포분열촉진제(mitogens)로서 여러 형태의 세포에 걸쳐 세포증식을 자극하고, 세포의 분화(differentiation)과 세포기능의 발현에 관여한다. IGFs는 간과 주로 messenchymal cells에서 발현되어 endocrine mode는 물론 autocrine/paracrine mode로 거의 모든 조직에 작용한다. IGF 수용체는 두종류가 알려져 있는데 type I IGF receptor는 tyrosine kinase로서 IGF-I과 IGF-II에 공히 high-affinity를 나타내고, 상기한 대부분의 IGFs의 작용을 매개한다. Type II IGF receptor 혹은 IGF-II/mannose-6-phosphate receptor는 두개의 서로 다른 binding sites를 가지고 있는데 IGF-II binding site는 IGF-II에만 high-affinity를 나타낸다. Type II IGF receptor의 주요 역할은 IGF-II를 lysosomal targeting하여 ligand를 파괴하는데 있다. 체액 속의 IGFs는 대부분 IGFBP에 결합되어 있다. IGFBPs는 IGF의 저장/운반체 혹은 IGF 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 개개 IGFBP의 역할에 대해서는 지극히 제한된 정보만이 알려져 있다. IGFBPs의 IGF ligands에의 affinity는 IGF receptors의 IGFs에의 affinity보다 크기 때문에 대부분의 in vitro 상황 하에서 IGFBPs는 IGF 작용을 억제한다. IGFBP에 결합되어 있는 IGF가 어떤 기작에 의해 IGFBP로부터 분리되어 IGF receptor에 도달하는지는 알려지지 않고 있으나, 혈액과 조직액에 들어있는 불특정 IGFBP protease activity는 IGF의 방출과정에서 일역을 하는 것으로 믿어지고 있다. 최근 연구보고에 의하면 특정 in vitro 상황 하에서 IGFBP-1, -3, -5 등은 IGF와 무관한 작용도 있다는 증빙이 있어 IGF system의 또 다른 차원을 예고하고 있다. IGF family members의 mRNAs & proteins는 영장류, 설치류 및 가축의 자궁조직과 수태물(conceptus)에서 발현되어 자궁과 태아의 성장 발달에 중요한 역할을 한다. 자궁조직의 IGF system의 발현은 성선호르몬, 국소 생리조절인자 등에 의해 발현시기와 장소의 특이성이 결정되며, 발현된 IGFs와 IGFBPs는 autocrine/paracrine mode로 자궁조직에 작용하기도 하고, 자궁강에 분비되어 수태물의 성장 발달에 관여한다. 착상을 전후하여 수태물에서도 IGF system이 발현되는데 개개 IGF family member의 발현 시기는 모체로부터 유래된 mRNA의 유무, 수태물 자체의 genetic programming, 모체와의 상호작용 등에 의해 결정되고, IGFs의 작용 부위 역시 시간(생리적 상태)과 장소의 특이성이 있다. 이와같이 conceptus IGF system의 발현이 시간적, 공간적으로 조절되고있다는 사실은 IGFs가 수태물의 성장 발달에 일역을 한다는 가설을 간접적으로 지지해 준다. 자궁조직과 수태물에서 발현된 IGFs는 세포의 증식과 분화, 포도당과 아미노산의 운반과 단백질합성, placental lactogen과 prolactin 등과 같은 유선자극호르몬의 생성을 자극하고 스테로이드 호르몬의 합성에도 관여한다. 태아의 성장 발달에 있어서 IGFs의 역할은 embryo의 IGF-I, IGF-II, 혹은 IGF receptor gene을 homologous recombination technique에 의해 파괴(gene targeting)하여을 때의 결과로써 입증되었다. 생쥐의 IGF and/or IGF-II gene 혹은 IGF receptor gene을 파괴했을 때 출생 전후 모두 성장 발달이 지연되며 출생시 무게는 정상치의 30-60% 수준에 머물고, 특히 type I IGF receptor gene 혹은 IGF-I과 IGF-II genes를 모두 파괴했을 경우에는 출생 후 곧 치사한다. 자궁 내의 IGFBPs는 IGF ligands를 자궁 내에 제한시키거나 IGFs의 receptor binding을 억제하는 negative regulators 역할을 하는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 영장류의 자궁에서 IGFBP-I과 같은 특정 IGFBP는 IGFs보다 월등히 많은 양이 발현 분비되고 있는 것으로 추산되고 있으며, 또한 이 단백질은 모체탈락막세포에서 분비되는 주요 단백질 중의 하나라는 점을 감안할 때 IGFBP-I이 IGF과 무관한 작용이 있을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 IGFBPs의 역할 규명은 IGF system을 이해하는데 중요한 부분을 차지하고 있어 향후 이 분야의 연구에 많은 기대와 촛점이 모여지고 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.734-739
• /
• 2006

본 연구에서는 매생이 급이가 사염화탄소로 유발된 흰쥐의 간손상에 대한 보호효과를 나타내는지 살펴보고자 하였다. 사염화탄소 투여에 의해 혈중 GOT, GPT 및 LDH 활성이 정상군과 비교하여 각각 5배, 3.1배 및 2.3배 증가하였다. 반면 사염화탄소 투여와 동시에 5% 매생이 분말을 급이한 실험군의 GOT, GPT 및 LDH 활성은 사염화탄소 투여군과 비교하여 각각 67%, 53% 및 53% 감소하였다. 그리고 사염화 탄소에 의해 혈청 및 간장의 중성지질 함량이 증가하였는데, 매생이 급이는 증가한 중성지질 함량을 감소시키는 결과를 나타내었다. 또한, 사염화탄소 투여로 인한 간손상을 통해 지질 합성 및 대사이상으로 혈중 IGFBP-1 발현이 증가되었으나, 매생이 급이를 통해 혈중 IGFBP-1이 감소되어 정상군과 비슷한 수준으로 발현되었다. 이상의 결과에서, 본 실험에서 사용된 매생이는 사염화탄소의 투여로 인한 간손상을 저해하여 혈중 GOT, GPT 함량을 감소시키고, 혈청 및 간장의 지질함량을 감소시킴으로써 사염화탄소에 의한 간손상 예방효과가 있음을 나타내었다. 뿐만 아니라 혈중 IGFBP-1의 변화는 사염화탄소 투여 및 매생이 급이로 인해 변화, 조절됨을 확인함에 따라 간손상 및 간보호의 지표로 사용하기에 효과적임을 나타내었다. 따라서, 앞서 서론에서 제시한 바와 같이 매생이 내에 간보호 또는 간기능을 회복시키는 성분이 함유되어 있음을 확인함에 따라, 앞으로 그 활성물질을 분리, 규명하여 간보호 및 간장질환을 목적으로 하는 식품소재로서의 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권7호
• /
• pp.931-939
• /
• 2008

본연구는 정상으로 단백질을 급여한 거세면양에 있어서 에너지 첨가가 GHRP-2투여에 대한 IGF-1 및 IGFBPs에 대한 반응과, 고에너지 급여에 따른 GHRP-2투여가 hepatic GH 수용체에 미치는 영향을 검증하기 위하여 실시하였다. 시험 결과 HENP (CP 0.34 kg, TDN 1.83 kg/day DM intake)처리기간 동안 혈장 IGF-1 과 39-42kDa IGFBP-3수준은 LENP (CP 0.32 kg, TDN 0.87 kg/day DM intake)기간에 비하여 높게 나타났으나 (P<0.05), 혈장 34 kDa IGFBP-2와 24 kDa IGFBP-4는 영양처리에 의해 영향을 받지 않았다. 각 영양처리 기간동안 GHRP-2 ($12.5\;{\mu}g/kg$ body weight/day)투여는 혈장 GH 반응이 촉진되었으며(P<0.05), 혈장 GH 평균 함량과 AUC증가에 있어서는 LENP처리 기간에 비하여 HENP처리기간에서 유의적으로 높게 나타났다(P<0.01). 특히 HENP에서 7일간 GHRP-2투여에 의한 일중 혈장 IGF-1 변화양상을 조사한 결과 투여 2, 6 및 7일에서 뚜렷한 증가양상이 보였다(P<0.05). 이에 반하여 LENP에서는 오직 투여 3일째에서 Saline구에 비하여 유의적인 증가를 확인하였다(P<0.05). IGFBPs의 ligand blotting 결과 HENP구에서 혈장 39-43 kDa IGFBP-3의 수준의 증가가 투여 6일과 7일에서 관찰되었으나 혈장 IGFBP-2수준은 두 영양처리시기에서 유의적인 차이를 관찰하지 못했다. 아울러 HENP구에 있어서 간세포막에 $^{125}I-oGH$의 결합력을 측정한 결과 GHRP-2투여에 의한 영향은 관찰되지 않았다. 이와 같은 결과는 거세면양에 있어서 단백질과 에너지 사이에 영양적 균형은 내인성 GH/IGF-1 axis는 물론 혈장 IGFBP-3수준의 변화에 영향을 미치고 있음을 시사한다.