• Molecules and Cells
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• 제45권3호
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• pp.134-147
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• 2022

The anti-oxidant enzyme heme oxygenase-1 (HO-1) is known to exert anti-inflammatory effects. From a library of pyrazolo[3,4-d]pyrimidines, we identified a novel compound KKC080096 that upregulated HO-1 at the mRNA and protein levels in microglial BV-2 cells. KKC080096 exhibited anti-inflammatory effects via suppressing nitric oxide, interleukin1β (IL-1β), and iNOS production in lipopolysaccharide (LPS)-challenged cells. It inhibited the phosphorylation of IKK and MAP kinases (p38, JNK, ERK), which trigger inflammatory signaling, and whose activities are inhibited by HO-1. Further, KKC080096 upregulated anti-inflammatory marker (Arg1, YM1, CD206, IL-10, transforming growth factor-β [TGF-β]) expression. In 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridinetreated mice, KKC080096 lowered microglial activation, protected the nigral dopaminergic neurons, and nigral damage-associated motor deficits. Next, we elucidated the mechanisms by which KKC080096 upregulated HO-1. KKC080096 induced the phosphorylation of AMPK and its known upstream kinases LKB1 and CaMKKbeta, and pharmacological inhibition of AMPK activity reduced the effects of KKC080096 on HO-1 expression and LPS-induced NO generation, suggesting that KKC080096-induced HO-1 upregulation involves LKB1/AMPK and CaMKKbeta/AMPK pathway activation. Further, KKC080096 caused an increase in cellular Nrf2 level, bound to Keap1 (Nrf2 inhibitor protein) with high affinity, and blocked Keap1-Nrf2 interaction. This Nrf2 activation resulted in concurrent induction of HO-1 and other Nrf2-targeted antioxidant enzymes in BV-2 and in dopaminergic CATH.a cells. These results indicate that KKC080096 is a potential therapeutic for oxidative stress-and inflammation-related neurodegenerative disorders such as Parkinson's disease.

• 치위생과학회지
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• 제23권4호
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• pp.282-295
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• 2023

Background: Secretory leukocyte protease inhibitor (SLPI) protects tissues from proteases and promotes cell proliferation and healing. SLPI also reduces periodontal inflammation and alveolar bone resorption by inhibiting proinflammatory cytokine expression in rat periodontal tissues and osteoblasts. However, little is known of the role of SLPI in the expression of osteoclast regulatory factors from osteoblasts, which are crucial for the interaction between osteoblasts and osteoclasts. Therefore, we aimed to determine the effects of SLPI on the regulation of osteoclasts and osteoblasts in LPS-treated alveolar bone and osteoblasts. Methods: Periodontitis was induced in rats using LPS. After each LPS injection, SLPI was injected into the same area. Immunohistochemical analysis was performed with antibodies against SLPI, RANKL, OPG, and Runx2 in the periodontal tissue. RT-PCR and western blotting were performed to determine the expression levels of SLPI, RANKL, OPG, and Runx2 in LPS- and SLPI/LPS-treated MC3T3-E1 cells. SLPI/LPS-treated MC3T3-E1 cells were also stained with Alizarin Red S. Results: Immunohistochemical analysis showed that the expression levels of SLPI, OPG, and Runx2 were higher while that of RANKL was lower in the LPS/SLPI group relative to those in the LPS group. The mRNA and protein expression of SLPI, OPG, and Runx2 was higher in SLPI/LPS/MC3T3-E1 cells than in LPS/MC3T3-E1 cells, and RANKL expression was lower. During differentiation, OPG and Runx2 protein levels were higher whereas RANKL levels were lower in SLPI/LPS/MC3T3-E1 than in LPS/MC3T3-E1 cells on days 0, 4, 7, and 10. In addition, mineralization and matrix deposition were higher in SLPI/LPS/MC3T3-E1 than in LPS/MC3T3-E1 on days 7 and 10. SLPI decreased RANKL expression in LPS-treated alveolar bone and osteoblasts but increased the expression of OPG and Runx2. Conclusion: SLPI can be considered as a regulatory molecule that indirectly regulates osteoclast activation via osteoblasts and promotes osteoblast differentiation.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.804-812
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• 2020

본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.823-834
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• 1998

연구배경: 유리규산(silica) 자극에 의해 폐장내 대식세포에서 형성되는 proinflammatory cytokines인 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$와 fibrogenic cytokine인 TGF-$\beta$, PDGF는 섬유화 과정에 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 이러한 cytokine 의 역할과 상호관련성에 대해서는 아직 확실히 밝혀진 바없다. 본 연구는 Balb/C mouse의 폐장단구세포를 silica로 자극시 형성되는 IL-6, TNF-$\alpha$ 폐섬유화의 발생과 유지에 중요한 역할을 할 것으로 기대되는 TGF-$\beta$ 의 생성을 관찰하고 TGF-$\beta$의 생성에 proinflammatory cytokine이 미치는 영향에 대해서 알아보고자 하였다. 방 법: Balb/C 의 폐장대식세포를 silica로 자극한 후 IL-6, TNF-$\alpha$ TGF-$\beta$의 양을 bioassay로 측정하였고 mRNA의 발현을 in situ hybridization을 통해 관찰하였으며, 대식세포의 TGF-$\beta$ 생성에 대한 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$의 영향을 알기 위하여 L-1, IL-6, TNF-$\alpha$에 대한 중화항체를 이용하여 대식세포의 TGF-$\beta$의 생성 억제 유, 무를 관찰하였다. 결 과: Silica로 대식세포자극시 TNF-$\alpha$는 초기 4 시간째 최고의 생성능을 보였으며, IL-6 는 silica 0.2 ${\mu}g/ml$의 농도에서 배양 8 시간째 생성능이 가장 높았고 배양 12 시간째는 다시 감소하였다가 24시간째 증가하는 biphasic한 소견을 보여 주었다. TGF-$\beta$는 silica의 양과 관계없이 배양 24시간째 자연생성능뿐 아니라, silica로 자극시에도 증가되었다. Silica와 TNF-$\alpha$ 50ng/ml을 함께 자극시 TGF-$\beta$의 생성은 현저히 증가되었으며, TNF-$\alpha$ 50 ng/ml과 IL-6 50 ng/ml으로 동시 자극시에는 TNF-$\alpha$에 의한 TGF-$\beta$의 형성이 증가하는 경향을 보였다. TNF-$\alpha$의 중화항체를 전처치 후 silica 자극시 TGF-$\beta$의 생성능을 억제시킴을 관찰할 수 있었다. Anti-IL-$\beta$, anti-IL-6, anti-TNF-$\alpha$ antibody 모두를 통시에 투여하였을 때도 silica에 의한 TGF-$\beta$의 생성능을 억제시킴을 관찰할 수 있었다. Silica 자극 후 대식세포의 in situ hybridization에서 TNF-$\alpha$ mRNA는 2시간째부터 발현되었고 IL-6 mRNA는 4 시간째부터 발현된 후 8 시간째 소실되었고 TGF-mRNA는 12 시간째 가장 강한 발현을 보였다. 결 론: Silica 자극에 의해 폐장대식세포는 자극 초기에는 TNF-$\alpha$가 가장먼저 형성되고 후기에 TGF-$\beta$가 형성되며 TNF-$\alpha$가 TGF-$\beta$ 형성에 중요한 역할을 할 것으로 사료되었다.

• Molecules and Cells
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• 제41권6호
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• pp.553-561
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• 2018

Icariside II (ICA II) is used in erectile dysfunction treatment. Adipose tissue-derived stem cells (ADSCs) are efficient at improving erectile function. This study aimed to explore the action mechanism of ADSCs in improving erectile function. ADSCs were isolated from the adipose tissues of rats. Cell proliferation was determined using the Cell Counting Kit-8 (CCK-8) assay. The expressions of mRNA and protein were determined separately through qRT-PCR and western blot. The endogenous expressions of related genes were regulated using recombinant plasmids and cell transfection. A Dual-Luciferase Reporter Assay was performed to determine the interaction between miR-34a and STAT3. Rat models with bilateral cavernous nerve injuries (BCNIs) were used to assess erectile function through the detection of mean arterial pressure (MAP) and intracavernosal pressure (ICP). ICA II promoted ADSCs' proliferation and differentiation to Schwann cells (SCs) through the inhibition of miR-34a. Suppressed miR-34a promoted the differentiation of ADSCs to SCs by upregulating STAT3. ICA II promoted the differentiation of ADSCs to SCs through the miR-34a/STAT3 pathway. The combination of ICA II and ADSCs preserved the erectile function of the BCNI model rats. ADSCs treated with ICA II markedly preserved the erectile function of the BCNI model rats, which was reversed through miR-34a overexpression. ICA II promotes the differentiation of ADSCs to SCs through the miR34a/STAT3 pathway, contributing to erectile function preservation after the occurrence of a cavernous nerve injury.

• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.886-895
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• 2020

본 연구에서는 호랑나비 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 파필리오신 3의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱 분석을 통해 호랑나비의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 진행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균 활성 및 용혈 활성 테스트에서 파필리오신 3은 그람음성균인 E. coli와 그람양성균인 S. aureus에 대해 강력한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈 활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 파필리오신 3의 항염증 활성을 확인하였다. 그 결과 파필리오신 3은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 파필리오신 3이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였는데, 이는 파필리오신 3이 LPS와의 상호작용을 통해 결합하여 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 호랑나비 유전체 분석을 통해 확인된 파필리오신 3이 새로운 항균 및 항염증 치료제로서 개발하는데 가능성 있는 물질로 사료된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권2호
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• pp.290-303
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• 2006

치아의 맹출은 치아기 (dental organ)와 치조골의 세포와 연관된 매우 복잡한 과정이다. 우선 치아 맹출이 일어나기 전에 파골세포가 치낭으로 집결하게 된다. 이러한 치낭의 역할은 파골세포와 조골세포의 상호작용으로 이루어지는 골개조와 밀접한 관련이 있는데 이는 치아 맹출과 연관된 많은 유전자들이 치낭에서 발현되기 때문이다. RANKL는 TNF ligand family로써 조골세포에 존재하며 파골세포의 형성 및 전구세포로 부터의 활성화를 유도한다. 이러한 RANKL는 OPG에 의해 그 작용이 억제되며 RANKL와 OPG의 상대적인 비율이 파골세포의 형성에 영향을 미친다. 또한 Runx2 유전자의 변이는 조골세포의 분화와 활성 에 차질을 가져오고 결국 RANKL/OPG pathway를 통해 파골세포 형성에 영향을 줄 수 있다. 치아의 발육 및 맹출에 미치는 RANKL및 OPG의 영향을 알아보고 Runx2와의 연관성을 알아보기 위해 in situ hybridization방법으로 태생 1, 3, 5, 7, 9, 11일된 쥐의 하악 및 제1대구치를 사용하여 실험을 실시한 결과 RANKL, OPG, Runx2의 mRNA가 태생 1일부터 11일까지 치낭 및 치아주위조직에 특성 있게 나타났다. 이중 태생 5일에서 9일 사이에 RANKL 및 Runx2는 치아의 교합면측과 하방 치조골 부위의 발현이 강하게 나타난 반면 OPG는 약한 발현을 보였다. 이는 또한 파골세포의 활성부위를 알아보기 위해 TRAP염색을 실시하여 태생 5일에서 9일 사이에 최대의 활성화를 나타낸 결과와 연관성 있게 나타났다. RANKL, OPG, Runx2의 특성 있는 발현양상들을 종합해 볼 때, 치아 맹출은 치낭, 치아기, 치조골 사이의 상호 작용을 통해 이루어지며, 이는 치낭이 치아 맹출에 있어서 매우 중요하다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 유전자들 (RANKL, OPG, Runx2) 이 치아의 맹출에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권11호
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• pp.1653-1663
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• 2016

Meat quality is a complex trait influenced by many factors, including genetics, nutrition, feeding environment, animal handling, and their interactions. To elucidate relevant factors affecting pork quality associated with oxidative stress and muscle development, we analyzed protein expression in high quality longissimus dorsi muscles (HQLD) and low quality longissimus dorsi muscles (LQLD) from Duroc pigs by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)-based proteomic analysis. Between HQLD (n = 20) and LQLD (n = 20) Duroc pigs, 24 differentially expressed proteins were identified by LC-MS/MS. A total of 10 and 14 proteins were highly expressed in HQLD and LQLD, respectively. The 24 proteins have putative functions in the following seven categories: catalytic activity (31%), ATPase activity (19%), oxidoreductase activity (13%), cytoskeletal protein binding (13%), actin binding (12%), calcium ion binding (6%), and structural constituent of muscle (6%). Silver-stained image analysis revealed significant differential expression of lactate dehydrogenase A (LDHA) between HQLD and LQLD Duroc pigs. LDHA was subjected to in vitro study of myogenesis under oxidative stress conditions and LDH activity assay to verification its role in oxidative stress. No significant difference of mRNA expression level of LDHA was found between normal and oxidative stress condition. However, LDH activity was significantly higher under oxidative stress condition than at normal condition using in vitro model of myogenesis. The highly expressed LDHA was positively correlated with LQLD. Moreover, LDHA activity increased by oxidative stress was reduced by antioxidant resveratrol. This paper emphasizes the importance of differential expression patterns of proteins and their interaction for the development of meat quality traits. Our proteome data provides valuable information on important factors which might aid in the regulation of muscle development and the improvement of meat quality in longissimus dorsi muscles of Duroc pigs under oxidative stress conditions.

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