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Lexikon der Neurowissenschaft: IGF

IGF, Abk. für E insulin like growth factor, ein Wachstumsfaktor, der strukturell mit dem Insulin verwandt ist und vielfältige Wirkungen aufweist. a) IGF-1 (Somatomedin C; siehe Zusatzinfo ) spielt u.a. bei der Nervenregeneration (Regeneration) eine wichtige Rolle und wirkt differenzierend auf Oligodendrocyten und Nervenzellen. Die biologische Aktivität von IGF-1 wird über den IGF-1-Rezeptor vermittelt. Für neurale Stammzellen dient IGF-1 als Überlebensfaktor, daneben verstärkt es die mitogene Wirkung von Wachstumsfaktoren. IGF-1 scheint eine besondere Aufgabe in der Myelinisierung von Axonen im peripheren Nervensystem wie im Zentralnervensystem zuzukommen. Junge, postmitotische Oligodendrocyten werden durch IGF-1 vor Apoptose geschützt. IGF-1 stimuliert in vitro insbesondere die Ummantelung und auch Myelinisierung von Nervenfortsätzen durch Schwann-Zellen, während in vivo der Verlust der IGF-1-Aktivität zu einer Reduktion der weißen Substanz führt. Die Applikation von Substanzen, die zu einer Blockade der Demyelinisierung bzw. zu einer Remyelinisierung in vivo führen könnten, könnte die Basis für ein neues Therapiekonzept zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen darstellen, die mit Myelinisierungsstörungen einhergehen, wie z.B. diabetische Neuropathie, multiples Sklerose oder amyotrophe Lateralsklerose (ALS): So führte die Behandlung von ALS-Patienten mit rhIGF-1 im Rahmen einer klinischen Studie zu einer signifikanten Verlangsamung der Progredienz der Erkrankung. IGF-1 vermittelt ferner Wirkungen des Wachstumshormons Somatotropin auf die Skelettknochen und interagiert mit weiteren Hormonen. Klinisch kann es zur Diagnose und Verlaufskontrolle bei Wachstumsstörungen herangezogen werden: bei Wachstumsstörungen, bei denen die Konzentration an Wachstumshormon zu niedrig liegt, konnte immer auch eine ebenfalls verringerte IGF-1-Konzentration nachgewiesen werden. b) IGF-2 ( siehe Zusatzinfo ) kann sowohl über den IGF-1-Rezeptor als auch den IGF-2-Rezeptor (einen Mannose-6-Phosphat-Rezeptor) signalisieren. IGF-2 wird v.a. in der Haut, im peripheren Nervensystem, im Hypothalamus, in den Muskeln, Gonaden und in verschiedenen Tumoren nachgewiesen. Die Expression von IGF-2 im Muskel korreliert zeitlich sehr eng mit der Ausbildung von motorischen Endplatten. Man geht davon aus, daß IGF-2 die einwachsenden Axone anzieht, was zu einer polyneuronalen Innervation der Muskelzellen durch mehrere Nervenzellen führt. Die entwicklungsabhängige Elimination der polyneuronalen Innervation geht auch mit der Abnahme der IGF-2-Expression einher. Ein ähnliches Bild zeigt sich nach Denervierung von Muskeln. Denervierung führt zu einer selektiven Hochregulation von IGF-2, was mit Stimulierung der Regeneration der motorischen Endplatte einhergeht. Außerdem nimmt IGF-2 Einfluß auf gastrointestinale Funktionen (z.B. senkt es, vermittelt über den Vagus, die durch Pentagastrin stimulierte Produktion der Magensäure). IGF-Rezeptoren.

IGF

IGF-1 ist ein 70 Aminosäuren langes, monomeres Peptid mit einer relativen Molekülmasse von 7649. Das für IGF-1 codierende Gen umfaßt 45 kb und ist beim Menschen auf dem Chromosom 12 lokalisiert. Durch unterschiedliches Spleißen entstehen – wie auch bei IGF-2 – verschieden lange mRNAs, aus denen unterschiedliche Prä-Proteine hergestellt werden, die dann schrittweise zum reifen Molekül prozessiert werden. Die Serumkonzentration beim Menschen beträgt je nach Alter, Ernährungszustand, Geschlecht und Hormonstatus zwischen 150 und 250 μg/l.
Beim IGF-2 handelt es sich um ein monomeres Peptid mit einer relativen Molekülmasse von 7470, das aus 67 Aminosäuren besteht und drei Disulfidgruppen enthält. IGF-2 wird durch ein single-copy-Gen (28 kb) codiert, das beim Menschen auf dem Chromosom 11, bei der Ratte auf dem Chromosom 1 lokalisiert ist.

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