• 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.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제14권7호
• /
• pp.915-921
• /
• 2001

IGF-I is involved in the regulation of growth and differentiation in mammals, but its role as a modulator of growth and metabolism in poultry is poorly understood. And, no studies have so far been reported for the comparison between serum IGF-I concentration and body growth in the egg type or the dual purposes (meat and egg type) chicken including the Korean Native Ogol Chicken (KNOC). Therefore, in order to improve the body growth and meat production of the KNOC, this study was conducted for the identification of the polymorphism of IGF-I gene and for its possible association with both body weight and IGF-I concentration. The RFLP patterns for IGF-I gene were identified by the PstI restriction enzyme. The frequencies of +/+, +/-, and -/- genotype were 16.9%, 51.7%, and 31.4%, respectively. Any statistical significance was not observed in all variations except for sex variation (p<0.01) by covariate quadratic model. The significant effect of the IGF-I genotype on body weight by sex indicates that there are different physiological characteristics in gender. Although the body weights of male KNOCs in most ages were not significant, there was a tendency of KNOCs with +/+ IGF-I genotype to be heavier than those with any other genotypes. But all IGF-I genotypes in female did not influence on body weight. The ANOYA revealed no significant effects of IGF-I genotypes on serum IGF-I concentration but sex effect was highly significant on the IGF-I concentration at 20 and 40 weeks (p<0.01). Although the +/+ genotype, in gender, tended to express a higher IGF-I concentration than the other genotypes at all ages in males, a statistical difference among the genotypes was not found except for 60 weeks (p<0.05). Furthermore, since body weight and IGF-I genotypes are associated, it is possible to improve KNOC to a meat type breed if a continuous selection can be made for the body weight and/or IGF-I traits.

• Molecules and Cells
• /
• 제28권5호
• /
• pp.495-499
• /
• 2009

Although insulin-like growth factor-I (IGF-I) and androgen receptor (AR) are well known effectors of skeletal muscle, the molecular mechanism by which signaling pathways integrating AR and IGF-I in skeletal muscle cells has not been previously examined. In this study, the role of PI3K/Akt on IGF-I-induced gene expression and activation of AR in skeletal muscle cells was investigated. C2C12 cells were treated with IGF-I in the absence or presence of inhibitors of PI3K/Akt pathway (LY294002 and Wortmannin). Inhibition of the PI3K/Akt pathway with LY294002 or Wortmannin led to a significant decrease in IGF-I-induced AR phosphorylation and total AR protein expression. Furthermore, IGF-I-induced AR mRNA and skeletal ${\alpha}-actin$ mRNA were blocked by LY294002 or Wortmannin. Confocal images showed that IGF-I-induced AR translocation from cytosol to nucleus was inhibited significantly in response to treatment with LY294002 or Wortmannin. The present results suggest that modulating effect of IGF-I on AR gene expression and activation in C2C12 mouse skeletal muscle cells is mediated at least in part by the PI3K/Akt pathway.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제21권8호
• /
• pp.1073-1079
• /
• 2008

The objectives of this study were to identify polymorphisms of insulin-like growth factor I (IGF-I) gene and to investigate their association with growth traits in Nanjiang Huang goats. Five hundred and ninety-two animals were used to detect the polymorphisms in the complete coding sequence, part of introns and the 5'-regulatory region of the IGF-I gene by means of PCR-SSCP. A new single nucleotide polymorphism (G to C transversion) was identified at intron 4 of the IGF-I gene in the goats. Two alleles and three genotypes were observed in this group. The frequency of G and C alleles was 54.6 and 45.4%, respectively. The statistical analysis showed that polymorphism of the IGF-I gene had a significant association (p<0.05) with birth weight (BW), body weight at 6 months (W6) and at 12 months (W12), heart girth at 2 months (G2), body length at 6 months (L6), wither height at 6 months (H6) and at 12 months (H12) and heart girth at 12 months (G12). The goats with genotype CC had significantly higher BW, W6, W12, G2, L6, H6, H12 and G12 than those with genotype GC and had significantly higher W12, H6, H12 and G12 than those with genotype GG. Therefore, genotype CC may be the most advantageous for growth traits in the Nanjiang Huang goat. However, no significant association between SNP genotypes and other growth traits was observed. These results indicated that the SNP marker of the IGF-I gene may be a potential molecular marker for growth traits in Nanjiang Huang goats.

• Journal of Genetic Medicine
• /
• 제2권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 1998

Human uniparental gestations such as gynogenetic ovarian teratomas provide a model to evaluate the integrity of parent-specific gene expression - i.e. imprinting - in the absence of a complementary parental genetic contribution. The few imprinted genes characterized so far include the insulin-like growth factor-2 gene (IGF2) coding for a fetal growth factor and H19 gene whose normal function is unknown but it is likely to act as an mRNA. IGF2 is expressed by the paternal allele and H19 by the maternal allele. This reciprocal expression is quite interesting because both H19 and IGF2 genes are located close to each other on chromosome 11p15.5. In situ RNA hybridization analysis has shown variable expression of the H19 and IGF2 alleles according to the tissue origin in 11 teratomas. Especially, Skin, derivative of ectoderm, is expressed conspicuously. We examined imprinting of H19 and IGF2 in teratomas using PCR and RT-PCR of exonic polymorphism. H19 and IGF2 transcript could be expressed either biallelically or monoallelically in the teratomas. Biallelic expression (i.e., loss of imprinting) of IGF2 occurred in 5 out of 6 mature teratomas and 1 out of 1 immature teratoma. Biallelic expression of H19 occurred in 4 out of 10 mature teratomas and 1 out of 1 immature teratoma. Expression levels of H19 and IGF2 transcript using the semi-quantitative RT-PCR had no relation between monoallelic and biallelic expression. Moreover, IGF2 biallelic expression did not affect allele-specificity or levels of H19 expression. These results demonstrate that both genes, H19 and IGF2, can be imprinted, expressed and regulated independently and individually of each other in ovarian teratoma.

• 생명과학회지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1385-1392
• /
• 2011

SOCS-3와 IGF-I은 근육의 분화 과정 및 근비대 기전에 있어 매우 중요한 조절자 역할을 하는 유전자 및 성장인 자이며, 최근 골격근에서 IGF-I과 SOCS-3 유전자의 상호작용에 관한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 C2C12 myotube에서 IGF-I이 SOCS-3 유전자 발현에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 4일간 분화시킨 C2C12 myotube에 IGF-I을 다양한 농도(0-200 ng/ml) 및 시간(3-72 시간)에 따라 처리하였다. 그 결과 IGF-I이 SOCS-3 유전자의 단백질 발현을 시간 의존적으로 유의하게 증가시켰으며, 3 시간에서 mRNA 발현을 증가시키고, 시간이 지남에 따라 긴 시간에서는 농도 의존적으로 발현이 감소하였음을 알 수 있었다. 또한 면역형광 염색을 통해 IGF-I이 myotube에서 SOCS-3의 단백질을 발현 시켰음을 뚜렷하게 관찰 할 수 있었다. 위 결과들을 바탕으로 본 연구에서는 IGF-I의 처리가 분화된 근육 세포인 C2C12 myotube에서 SOCS-3 유전자 발현에 유의한 영향을 미쳤음을 증명하였다. 이러한 결과는 선행연구에서 보고한 운동이 SOCS-3 유전자 발현을 증가시킴에 있어서 IGF-I이 중추적인 역할을 한 것으로 생각된다. 그러나 IGF-I에 의한 SOCS-3 유전자 발현 조절 기전에 있어 관련 신호 전달체계 및 골격근 관련 유전자 발현에 미치는 영향에 관한 연구는 보다 더 이루어져야 할 것이라 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제24권12호
• /
• pp.1284-1290
• /
• 2014

본 연구에서는 C2C12 근육 세포에서 IGF-I이 지방산 저장과 사용에 영향을 미치는 FATP1의 mRNA 및 단백질 발현에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 그 결과 IGF-I이 FATP1의 단백질과 mRNA 발현을 유의성 있게 조절하였음을 알 수 있었다. 이는 골격근에서 IGF-I이 근육 관련 유전자들의 발현을 조절하여 근부피 유지 및 증대에 중심적인 역할을 한다는 기존의 연구 패턴들에서 벗어나, IGF-I이 골격근 세포의 분화에 있어 지방산의 수송을 담당하는 FATP1의 발현에도 영향을 미친다는 사실을 증명하였다는데 의의가 있다고 사료된다. 향후 IGF-I에 의한 FATP1의 지방산 저장의 수준과 산화 과정에 있어 상호작용하는 기타 매개체들과의 관계에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
• /
• 제13권3호
• /
• pp.224-230
• /
• 2010

Growth hormone (GH) is known as one of the main osmoregulators in euryhaline teleosts during seawater (SW) adaptation. Many of the physiological actions of GH are mediated through insulin-like growth factor-I (IGF-I), and the GH/IGF-I axis is associated with osmoregulation of fish during SW acclimation. However, little information is available on the response of fish IGF-II to hyperosmotic stress. Here we present the first cloned IGF-I and IGF-II cDNAs of marine medaka, Oryzias dancena, and an analysis of the molecular characteristics of the genes. The marine medaka IGF-I cDNA is 1,340 bp long with a 257-bp 5' untranslated region (UTR), a 528 bp 3' UTR, and a 555-bp open reading frame (ORF) encoding a propeptide of 184 amino acid (aa) residues. The full-length marine medaka IGF-II cDNA consists of a 639 bp ORF encoding 212 aa, a 109 bp 5' UTR, and a 416 bp 3' UTR. Homology comparison of the deduced aa sequences with other IGF-Is and IGF-IIs showed that these genes in marine medaka shared high structural homology with orthologs from other teleost as well as mammalian species, suggesting high conservation of IGFs throughout vertebrates. The IGF-I mRNA level increased following transfer of marine medaka from freshwater (FW) to SW, and the expression level was higher than that of the control group, which was maintained in FW. This significantly elevated IGF-I level was maintained throughout the experiment (14 days), suggesting that in marine medaka, IGF-I is deeply involved in the adaptation to abrupt salinity change. In contrast to IGF-I, the increased level of marine medaka IGF-II mRNA was only maintained for a short period, and quickly returned a level similar to that of the control group, suggesting that marine medaka IGF-II might be a gene that responds to acute stress or one that produces a supplemental protein to assist with the osmoregulatory function of IGF-I during an early phase of salinity change.

• 생명과학회지
• /
• 제25권10호
• /
• pp.1098-1102
• /
• 2015

본 연구에서는 C2C12 근육 세포의 분화 과정에 있어 IGF-I이 지방산의 수송을 담당하는 FABPpm mRNA 및 단백질 발현에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보았다. 그 결과 근육세포의 분화에 있어 FABPpm의 단백질과 mRNA 발현이 IGF-I에 의해 유의하게 조절되었음을 알 수 있었다. 이는 기존의 여러 연구의 결과인 IGF-I이 골격근에서 근육 관련 유전자들의 발현을 조절하여 근부피 유지 및 증대에 중심적인 역할 것뿐만 아니라, 지방산의 수송을 담당하는 FABPpm의 발현에도 영향을 미친다는 사실을 밝혔다는 것에 의의가 있다고 생각된다. 향후 골격근에서 IGF-I에 의한 FABPpm 발현 조절에 있어, 세포 내부에서의 신호전달 경로 및 상호작용 인자들에 관한 연구를 통해 지방 대사를 조절하는 기전에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Molecules and Cells
• /
• 제28권3호
• /
• pp.189-194
• /
• 2009

The modulating effect of IGF-I on the regulation of AR gene expression and activation in skeletal muscle cells remains poorly understood. In this study, the effects of IGF-I treatment on AR induction and activation in the absence of AR ligands were examined. Differentiating C2C12 cells were treated with different concentrations (0-250 ng/ml) of IGF-I or for various periods of time (0-60 min) of 250 ng/ml IGF-I. Treatment of C2C12 cells with IGF-I resulted in a dose- and time-dependent increase in total AR and phosphorylated AR (Ser 213). IGF-I treatment also led to significantly increased AR mRNA expression when compared with the control. The levels of skeletal ${\alpha}-actin$ and myogenin mRNA, known target genes of AR, were also significantly upregulated after 5 or 10 min of treatment with IGF-I. Confocal images revealed that IGF-I stimulated nuclear localization of AR in the absence of ligands. In addition, an electrophoretic mobility shift assay indicated that IGF-I stimulated the AR DNA binding activity in a time-dependent manner. The present results suggest that IGF-I stimulates the expression and activation of AR by ligand-independent mechanism in differentiating C2C12 mouse skeletal muscle cells.