PeptideInsight治療用ペプチド研究データベース

IGF-1 DES (Des(1-3) IGF-1)

別名: Des(1-3) IGF-1, Des-IGF-1, Destripeptide IGF-1, Des(1-3)IGF-I, Truncated IGF-1, DES IGF-1

Growth Factor · Muscle Growth · Research前臨床Preliminary

最終更新: 2026-03-18

This resource is for educational purposes only. It does not constitute medical advice. We do not sell peptides or recommend products.

1. 概要

IGF-1 DESは、正式にはDes(1-3) IGF-1またはデストリペプチドIGF-1として指定され、ヒトインスリン様成長因子1(IGF-1)の天然に存在する短縮型バリアントであり、最初の3つのN末端アミノ酸(グリシン、プロリン、グルタミン酸(Gly-Pro-Glu))がタンパク質分解的に除去されています。その結果生じた67アミノ酸のペプチド(分子量約7,365 Da)は、1986年にSaraらによってヒト胎児脳組織から初めて単離され[1]、同年Carlsson-Skwirutらによって独立して単離されました[3]。これにより、純粋な合成構造ではなく、内因性の生理活性IGF-1アイソフォームであることが確立されました。

N末端トリペプチドの除去は、同時に2つの相反する薬理学的結果をもたらし、これらが組み合わさることでDes(1-3) IGF-1は、現在までに特徴づけられたIGF-1バリアントの中で最も強力なものの一つとなっています[2]。第一に、この短縮により、高親和性IGF結合タンパク質(IGFBP)との相互作用の主要な決定因子が除去されます。特にGlu3残基は、IGFBPの疎水性結合ポケットとの重要な接触を形成しますが、これが除去されることでIGFBP結合親和性が100倍以上に低下します。第二に、N末端の修飾は逆説的に、ネイティブIGF-1と比較してIGF-1受容体(IGF-1R)への結合親和性を約10倍高めます。これは、修飾されたN末端が受容体結合溝にアクセスしやすくなるためと考えられます[2][8]

これらの効果が組み合わさることで、遊離濃度あたりの生物学的効力がネイティブIGF-1の約10倍となる分子が生成され、さらにIGFBPによる隔離がないことが加わります。IGFBPが豊富に存在する生物学的システム(事実上すべての生体内コンテキストを含む)では、有効な効力差はさらに大きくなる可能性があります。Ballardら(1987年)は、これらの特性を系統的に初めて特徴づけ、Des(1-3) IGF-1がL6筋芽細胞におけるタンパク質合成およびニワトリ胚線維芽細胞におけるDNA合成の刺激において、ネイティブIGF-1よりも約10倍強力であることを示しました[2]

Des(1-3) IGF-1は、ウシ初乳の天然成分としても同定されており、総IGF-1免疫反応性の約1〜4%を占めています。これは、新生児の腸の発達における生理学的役割を示唆しています[10][11]。その天然の存在にもかかわらず、Des(1-3) IGF-1には承認された治療用途はなく、WADAによってスポーツでの使用が禁止されている研究用化合物に分類されています。

種類
自然発生的なIGF-1の短縮バリアント
アミノ酸
67残基(ネイティブIGF-1は70 aa; Gly1-Pro2-Glu3を欠く)
分子量
~7,365 Da
由来
元々ヒト脳から単離されたもの。ウシ初乳からも発見されている。
IGFBP結合
ネイティブIGF-1と比較して100倍以上に低下
IGF-1R親和性
ネイティブIGF-1より約10倍高い
半減期
約20~30分(短い; 迅速な腎クリアランス)
FDAステータス
承認されておらず; 研究用化合物のみ
WADAステータス
常に禁止(S2: ペプチドホルモン、成長因子)

2. 分子構造

2.1 活性増強の構造的基盤

Des(1-3) IGF-1は、親分子のコアB-C-A-Dドメイン構造と3つのジスルフィド結合(ネイティブIGF-1ナンバリングでのCys6-Cys48、Cys18-Cys61、Cys47-Cys52。DesナンバリングではCys3-Cys45、Cys15-Cys58、Cys44-Cys49に再ナンバリング)を保持しています[15]。N末端の短縮による構造的影響は以下の通りです。

IGFBP結合表面の破壊: N末端のトリペプチドGly-Pro-Gluは、IGFBP結合インターフェースの一部を構成します。特にGlu3は、IGFBP残基との重要なイオン結合および水素結合相互作用を疎水性結合ポケット内で形成します。その除去はこれらの接触をなくし、すべての6つの高親和性IGFBP(IGFBP-1からIGFBP-6)に対するIGFBP結合親和性を100倍以上に低下させます[13][14]

IGF-1R結合の増強: Des(1-3) IGF-1の受容体親和性の増強は予期せぬものであり、単純な立体障害の除去だけでは完全に説明できませんでした。構造研究によると、短縮されたN末端は、IGF-1R L1ドメイン結合ポケットに関与するためのより有利なコンフォメーションを採用すると考えられています。これは、全長分子における最適な受容体接触を制限する分子内制約を低減することによる可能性があります[2][7]

2.2 IGF-1 LR3との区別

Des(1-3) IGF-1とIGF-1 LR3はどちらもIGFBP結合を低下させますが、その戦略と薬理学的プロファイルは根本的に異なります。

  • Des(1-3) IGF-1は、IGF-1R親和性が増強された短縮型(67 aa)ですが、半減期は短いです(約20〜30分)。
  • IGF-1 LR3は、ネイティブIGF-1R親和性を持ち、半減期が延長された伸長型(83 aa)です(約20〜30時間)。
  • Des(1-3) IGF-1は天然に存在します(脳、初乳)。IGF-1 LR3は完全に合成です。
  • Des(1-3) IGF-1は濃度あたりでより強力です。IGF-1 LR3は、持続的なバイオアベイラビリティのため、時間あたりでより強力です。

Luthiら(1993年)は、羊の顆粒膜細胞で両アナログを直接比較し、Des(1-3) IGF-1がより強い初期の生物学的応答を生成したが、LR3-IGF-1は時間とともに持続的な効果をより大きく生成したことを発見しました。これはこれらの薬物動態学的違いと一致しています[12]

3. 作用機序

Des(1-3) IGF-1は、ネイティブIGF-1よりも約10倍高い結合親和性でIGF-1受容体(IGF-1R)を介してシグナル伝達します[2]。下流のシグナル伝達カスケードは、ネイティブIGF-1と同じです。

3.1 IGF-1Rの活性化

  1. Des(1-3) IGF-1は、増強された親和性でIGF-1R αサブユニットの細胞外ドメインに結合します。
  2. リガンド結合によりコンフォメーション変化が生じ、βサブユニットのチロシンキナーゼドメインがトランス自己リン酸化されます。
  3. リン酸化されたIGF-1Rは、IRS-1/2およびShcアダプタータンパク質をリクルートします。

3.2 下流の経路

PI3K/Akt/mTOR(異化同化および生存シグナル伝達):

  • Aktの活性化は、mTORC1/S6K1/4E-BP1を介してタンパク質合成を促進します。
  • Aktは、FoxO転写因子のリン酸化によりタンパク質分解を抑制します(MAFbx/アトロジン-1およびMuRF1 E3ユビキチンリガーゼの発現を低下させます)。
  • Aktは、アポトーシス促進因子BADのリン酸化と不活性化により、細胞生存を促進します。
  • Aktは、グルコース取り込みを刺激します(GLUT4の転座)[17]

MAPK/ERK(増殖シグナル伝達):

  • Ras/Raf/MEK/ERKカスケードの活性化。
  • 細胞周期の進行とDNA合成。
  • 衛星細胞および前駆細胞集団に対する有糸分裂促進効果[16]

3.3 IGFBP非依存的な作用

Des(1-3) IGF-1の重要な薬理学的利点は、ネイティブIGF-1が実質的に中和されるIGFBP豊富な環境でシグナル伝達できる能力です。これはUiら(1989年)によって巧妙に実証されました。彼らは、卵巣濾胞液中のIGFBPがネイティブIGF-1刺激による顆粒膜細胞のステロイド産生を完全に阻害する一方で、Des(1-3) IGF-1は同一条件下で完全に活性を維持することを示しました[6]。同様に、創傷液(IGFBP-3、-4、および-5のレベルが上昇している)では、Des(1-3) IGF-1はIGFBP媒介性の阻害を克服して肉芽組織形成を刺激しましたが、ネイティブIGF-1は効果がありませんでした[4(Skottnerの研究)]。

4. 研究されている応用

4.1 筋肉成長とタンパク質異化同化

証拠レベル:前臨床

Des(1-3) IGF-1は、複数の動物モデルで強力な異化同化効果を示しています。

窒素制限ラット: Tomasら(1991年)は、Des(1-3) IGF-1の1.6 mg/kg/日での連続皮下注入が窒素バランスを改善し、筋肉タンパク質の分解を減少させることを示しました。その効力は、等モル量のネイティブIGF-1よりも約3〜4倍強力でした[4]

正常な雌ラット: Tomasら(1993年)は、Des(1-3) IGF-1を2.6 mg/kg/日で14日間皮下投与したところ、体重が16.3%増加し、筋肉の分数タンパク質合成率が22%増加し、タンパク質分解率が有意に低下しました。これらの効果は、用量あたりネイティブIGF-1よりも約3倍強力でした[5]

Lit/litマウス: Gillespieら(1990年)は、Des(1-3) IGF-1が、GH受容体変異によるGH欠損を持つlit/litマウスの成長刺激において、ネイティブIGF-1よりも強力であることを示しました。これは、GH軸に依存しない活性の増強を確認するものです[8]

4.2 創傷治癒

証拠レベル:前臨床

創傷液にはIGFBP(特にIGFBP-3、-4、および-5)の濃度が上昇しており、これらがネイティブIGF-1を隔離し、十分なIGF-1産生にもかかわらず創傷治癒を遅らせる可能性があります。Des(1-3) IGF-1は、IGFBPによる隔離を回避することで、創傷微小環境におけるIGF-1Rシグナル伝達を維持できます。ラットの皮下創傷チャンバーモデルでは、100 mcg/日のDes(1-3) IGF-1の局所注入により、IGFBP阻害によりネイティブIGF-1が無効であった条件下で、肉芽組織形成が有意に促進されました[4(Skottnerの研究)]。

4.3 腸の成長と新生児の腸の発達

証拠レベル:前臨床

Des(1-3) IGF-1は、腸粘膜の成長と修復を促進する能力について研究されてきました。腸虚血再灌流とエンドトキシン血症を伴う新生児ラットにおいて、5 mg/kg/日の皮下Des(1-3) IGF-1は生存率を40%から85%に改善し、腸粘膜損傷を軽減し、異化同化的なタンパク質消耗反応を抑制しました。Des(1-3) IGF-1がウシ初乳中に天然に存在するという事実は、新生児の腸の発達と上皮バリア成熟を促進する生理学的役割を進化させたことを示唆しています[10][11]

4.4 乳腺と授乳の生物学

証拠レベル:前臨床(農業研究)

Des(1-3) IGF-1は、乳生産を増強する可能性について農業分野で調査されてきました。Prosserら(1994年)は、授乳中の乳牛において、1頭あたり10 mcg/日のDes(1-3) IGF-1を6日間乳房内に注入したところ、乳生産量が14.5%増加したことを示しました。この効果は、乳腺上皮細胞の増殖と生存の刺激によるものとされています[9]。この農業研究は、ペプチドの生物学的効力と組織レベルの薬理学に関する重要なデータを提供しました。

5. 臨床証拠の概要

StudyYearTypeSubjectsKey Finding
Purification and characterization of a variant form of insulin-like growth factor I from human brain1986生化学的単離ヒト脳組織抽出物ヒト脳からのDes(1-3)IGF-1の最初の単離。N末端トリペプチドGly-Pro-Gluを欠く自然発生的なIGF-1短縮バリアントとして同定された。
Natural and synthetic forms of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and the potent derivative, destripeptide IGF-1: biological activities and receptor binding1987in vitroL6筋芽細胞、ニワトリ胚線維芽細胞Des(1-3)IGF-1は、IGFBP結合の低下とIGF-1R親和性の増強の両方に起因して、タンパク質合成およびDNA合成を刺激する上でネイティブIGF-1よりも約10倍強力であった。
Insulin-like growth factor binding protein inhibition of granulosa cell function: effect on steroidogenesis, mitogenesis, and attachment1990in vitroブタ卵胞細胞Des(1-3)IGF-1はIGFBP媒介性阻害に対して耐性があり、IGFBP隔離のためにネイティブIGF-1が無効であった濃度でステロイド産生および有糸分裂を刺激した。
Characterization of insulin-like growth factor I (IGF-I) and IGF binding proteins and IGF receptors in rat wound tissue1994動物実験(ラット)ラット創傷組織、皮下創傷チャンバーモデル創傷液にはネイティブIGF-1の作用を阻害する高レベルのIGFBPが含まれていた。Des(1-3)IGF-1はIGFBP媒介性阻害を克服し、創傷肉芽組織形成を著しく増強した。
Des(1-3)IGF-I improves survival and reduces catabolism following gut ischemia and endotoxemia in neonatal rats1996動物実験(新生ラット)腸管虚血再灌流およびエンドトキセミアを呈する新生ラット皮下投与Des(1-3)IGF-1は生存率を40%から85%に改善し、腸粘膜損傷を軽減し、異化タンパク質応答を鈍化させた。
Effects of full-length and truncated insulin-like growth factor-I on nitrogen balance and muscle protein metabolism in nitrogen-restricted rats1991動物実験(ラット)窒素制限ラット、Des(1-3)IGF-1 vs. ネイティブIGF-1Des(1-3)IGF-1は、異化ラットにおける窒素バランスの改善および筋肉タンパク質分解の低下において、ネイティブIGF-1よりも約3~4倍強力であった。
Des(1-3)IGF-1 stimulates milk production and mammary gland growth in dairy cows1994動物実験(乳牛)乳牛、乳房内および皮下投与Des(1-3)IGF-1Intramammary Des(1-3)IGF-1 infusion for 6日間 increased milk yield by 14.5%. Subcutaneous administration also increased milk production, with effects attributed to enhanced mammary epithelial cell proliferation.
Des(1-3)insulin-like growth factor-I and insulin-like growth factor binding protein subclasses in bovine colostrum1996生化学的特性評価ウシ初乳画分Des(1-3)IGF-1はウシ初乳の自然発生的な成分として同定され、総IGF-1免疫反応性の約1~4%を占めた。新生児の腸管発達における生理学的役割が示唆された。
Anabolic effects of insulin-like growth factor-I (IGF-I) and an IGF-I variant in normal female rats1993動物実験(ラット)Normal female rats, chronic SC Des(1-3)IGF-1 at 2.6 mg/kg/day for 14日間Des(1-3)IGF-1は体重を16.3%増加させ、筋肉タンパク質合成を22%増加させ、タンパク質分解を減少させた。効果はネイティブIGF-1よりも用量あたり約3倍強力であった。
Recombinant Long-R3-IGF-I stimulates greater sustained secondary growth factor production than des(1-3)-IGF-I in ovine granulosa cells1993in vitroヒツジ卵胞細胞Des(1-3)IGF-1は当初LR3-IGF-1よりも強力であったが、効果はより急速に減衰し、高い受容体親和性にもかかわらず、より短い生物学的半減期と一致した。

6. 研究における投与量

以下の表は、公開されている前臨床研究で使用された投与量をまとめたものです。Des(1-3) IGF-1を用いたヒト臨床試験は実施されていません。これらは治療上の推奨ではありません。

Dosages below are from published research studies only. They are not recommendations for human use.
Study / ContextRouteDoseDuration
Tomas et al. 1991 (nitrogen-restricted rats)Subcutaneous minipump1.6 mg/kg/day7日間
Tomas et al. 1993 (normal female rats)Subcutaneous minipump2.6 mg/kg/day14 days
Skottner et al. 1994 (wound healing rats)Local wound chamber infusion100 mcg/day5~7日間
Burrin et al. 1996 (neonatal rats)Subcutaneous5 mg/kg/day48時間
Prosser et al. 1994 (dairy cattle)Intramammary infusion10 mcg/day per quarter6 days

7. 安全性と副作用

7.1 低血糖

すべてのIGF-1アナログと同様に、低血糖が主な急性期の安全上の懸念事項です。Des(1-3) IGF-1は、IGF-1Rを介したグルコース取り込みを活性化し、高濃度ではインスリン受容体と交差反応します。増強された受容体親和性(ネイティブIGF-1の約10倍)とIGFBPによる緩衝作用の欠如は、低血糖のウィンドウが狭いことを意味します。治療効果と有害な血糖降下作用は、ネイティブIGF-1よりも狭い用量マージンで分離されています[17]

7.2 発がん性

IGF-1Rシグナル伝達軸は、がんの発生、進行、転移に強く関与しています。IGFBPは、組織における遊離IGF-1のバイオアベイラビリティを制限することにより、腫瘍抑制バッファーとして部分的に機能します[16]。Des(1-3) IGF-1は、この保護システムを回避し、増強された親和性でIGF-1Rを活性化するため、重大な理論的な発がん性の懸念が生じます。長期的な発がん性試験は実施されていません。Des(1-3) IGF-1を研究ツールとして価値あるものにしている強力な有糸分裂活性は、慢性投与が危険である可能性のあるまさにその特性です。

7.3 短い半減期としての安全性機能

逆説的に、Des(1-3) IGF-1の短い生物学的半減期(約20〜30分)は、IGF-1 LR3のような長作用型アナログと比較して、固有の安全マージンを提供します。有害事象は、投与中止後比較的迅速に解決すると予想され、ペプチドは間欠投与で有意に蓄積しません。しかし、これは持続的な生物学的効果を得るためには頻繁な投与または連続注入が必要であることを意味し、それ自体が実用上の課題とリスクをもたらします。

7.4 その他の潜在的な副作用

IGF-1の薬理学と前臨床モデルで観察された効果に基づいています。

  • 持続的な生理的範囲を超える曝露による臓器成長の可能性(臓器腫大)。
  • 注射部位反応。
  • 組織特異的な過形成の理論的リスク。
  • 内因性インスリン調節との潜在的な相互作用。
  • ヒトの安全性データベースは存在しません。

7.5 規制およびアンチドーピング状況

Des(1-3) IGF-1は、WADAによって常に禁止されており、カテゴリーS2(ペプチドホルモン、成長因子、関連物質および模倣物質)に分類されています[18]。いかなる管轄区域においても承認された治療用途はなく、医薬品として規制されていません。研究用ペプチド市場の製品には、不純物、誤って折りたたまれたバリアント、または不正確な濃度が含まれている可能性があります。

8. 比較:Des(1-3) IGF-1 vs. IGF-1 LR3 vs. ネイティブIGF-1

| プロパティ | ネイティブIGF-1 | Des(1-3) IGF-1 | IGF-1 LR3 | |---|---|---|---| | アミノ酸 | 70 | 67 | 83 | | 分子量 | 7,649 Da | 7,365 Da | 9,111 Da | | IGFBP結合 | 完全(99%結合) | 100倍以上低下 | 100倍以上低下 | | IGF-1R親和性 | ベースライン | 約10倍増強 | 約1倍(同等) | | 半減期 | 12〜15分(遊離) | 約20〜30分 | 約20〜30時間 | | 天然存在 | はい(内因性) | はい(脳、初乳) | いいえ(合成) | | FDAステータス | 承認済み(メカスルミン) | 未承認 | 未承認 | | 効力優位性 | ベースライン | 濃度あたり約10倍 | 用量あたり約2〜3倍(持続的) |

Des(1-3) IGF-1とIGF-1 LR3は、補完的なエンジニアリング戦略を表しています。Des(1-3)は、IGFBPフリー条件下での受容体結合の増強により最大の瞬間効力を達成しますが、LR3は、持続的なバイオアベイラビリティにより最大の持続効力を達成します。研究用途でのそれらの選択は、急性または持続的なIGF-1R活性化のどちらが望ましいかに依存します。

9. 天然存在と生理学的意義

ヒト脳組織[1][3]およびウシ初乳[10][11]におけるDes(1-3) IGF-1の同定は、その生理学的役割に関する重要な疑問を提起します。IGFBP濃度が高く、IGF-1の旁分泌シグナル伝達を制限する可能性のある脳では、IGFBP抵抗性のIGF-1バリアントの局所産生が、特定の神経微小環境におけるIGF-1R活性化を維持するためのメカニズムを提供する可能性があります。初乳では、Des(1-3) IGF-1は、新生児の腸管腔内のプロテアーゼおよびIGFBPが豊富な環境で活性を維持するIGFBP抵抗性の成長シグナルを提供することにより、新生児の腸の成長と成熟を促進する役割を果たしている可能性があります。

トリペプチドGly-Pro-Glu自体は、独立した生理活性分子として、神経保護作用と抗炎症作用を持つことが確認されており、IGF-1のDes(1-3) IGF-1へのタンパク質分解的生成が同時に2つの生理活性生成物を生成し、補完的な機能を持つ可能性を示唆しています。

10. 薬物動態

Des(1-3) IGF-1は、IGFBP結合の劇的な低下(100倍以上)とIGF-1R結合親和性の増強(約10倍)を特徴とするユニークな薬物動態プロファイルを持っていますが、未結合ペプチドの急速な腎クリアランスによるin vivo半減期は非常に短いです[2][13][14]

IGFBP結合。 N末端トリペプチド(Gly-Pro-Glu)の除去は、主要なIGFBP結合決定因子を除去します。すべての6つのIGFBP(IGFBP-1から-6)に対するIGFBP親和性は100倍以上に低下します。生物学的システムでは、Des(1-3) IGF-1のほぼ100%が遊離の未結合状態で循環しますが、ネイティブIGF-1では約1%です。これは、総濃度あたりのIGF-1受容体での有効な遊離濃度が約100倍高くなることを意味します[13][14]

半減期。 血中循環で約20〜30分(遊離ペプチド)。これは、遊離ネイティブIGF-1(12〜15分)よりも大幅に長いですが、IGF-1 LR3(20〜30時間)よりも劇的に短いです。短い半減期は、ネイティブIGF-1の半減期を12〜16時間に延長する保護的なIGFBP-3/ALS三者複合体がないため、未結合ペプチドの急速な腎糸球体濾過によるものです[13]

クリアランス。 主に腎臓からの糸球体濾過とそれに続く尿細管の異化作用によるものです。IGFBP結合がないため、IGF-1の腎クリアランスを遅延させる主要なメカニズム(約150 kDaのIGFBP-3/ALS三者複合体は糸球体濾過には大きすぎるが、約7.4 kDaの遊離Des(1-3) IGF-1は容易に濾過される)が排除されます。

分布。 細胞外液への急速な分布。最小限の血漿タンパク質結合。分子量が小さく、IGFBP結合がないため、迅速な組織浸透が可能ですが、同時に急速なクリアランスも可能になります。

実用上のPKへの影響。 半減期が短いため、持続的な生物学的効果を得るには頻繁な投与(Tomasらによって前臨床研究で使用されたような、1日数回の注射または浸透圧ミニポンプによる連続注入)が必要です。これは、単回投与後20〜30時間有効性を維持するIGF-1 LR3と比較して、実用上の大きな制限です。しかし、半減期が短いことは固有の安全機能としても機能します。有害事象は中止後に比較的迅速に解決します[12]

経口吸収(新生児)。 Des(1-3) IGF-1はウシ初乳で検出されており、新生児への経口投与が進化した生理学的役割を示唆しています。新生児の腸の透過性の増加により、ある程度の吸収が可能になり、腸の発達における生理学的役割を支持する可能性があります[10][11]。成人の経口バイオアベイラビリティは、タンパク質分解による分解のため、無視できるでしょう。

11. 用量反応関係

in vitro効力用量反応。 Ballardら(1987年)は、Des(1-3) IGF-1がL6筋芽細胞におけるタンパク質合成およびニワトリ胚線維芽細胞におけるDNA合成の刺激において、ネイティブIGF-1よりも約10倍強力であることを示しました。これは、IGF-1R親和性の増強(約10倍)とIGFBP媒介性隔離の欠如の両方を反映しています[2]

異化同化用量反応(動物)。 Tomasら(1993年)は、正常な雌ラットに14日間、皮下ミニポンプで2.6 mg/kg/日のDes(1-3) IGF-1を投与しました。体重は16.3%増加し、筋肉の分数タンパク質合成率は22%増加し、タンパク質分解は有意に低下しました。効果は、用量あたりネイティブIGF-1よりも約3倍強力でした[5]。窒素制限ラットでは、1.6 mg/kg/日が窒素バランスを改善し、筋肉タンパク質の分解を減少させ、ネイティブIGF-1よりも約3〜4倍強力でした[4]

成長用量反応。 Lit/litマウス(GH欠損)では、Des(1-3) IGF-1はネイティブIGF-1を超える効力で用量依存的な成長を促進し、GH非依存的な異化同化作用を確認しました[8]

創傷治癒用量反応。 ラット創傷チャンバーでの100 mcg/日の局所注入は、創傷液中のIGFBP阻害によりネイティブIGF-1が無効であった条件下で肉芽組織形成を促進し、用量反応がIGFBP環境に決定的に依存することを示しました[Skottnerの研究]。

持続効果 vs 急性効果。 Luthiら(1993年)は、羊の顆粒膜細胞でDes(1-3) IGF-1とLR3-IGF-1を直接比較しました。Desはより強い初期の生物学的応答を生成しましたが(約10倍高い受容体親和性と一致)、効果はより急速に減衰しました。一方、LR3は数日間にわたって持続的な効果を生成しました(約20〜30時間の半減期と一致)。アナログの選択は、ピーク効力または作用持続時間のどちらが優先されるかに依存します[12]

ヒト用量反応データなし。 Des(1-3) IGF-1はヒトで研究されたことがありません。ヒトでの応用に関する用量反応データはありません。

12. 比較有効性

Des(1-3) IGF-1 vs IGF-1 LR3。 主要な比較は、ピーク効力対持続活性です。Des(1-3)は、遊離濃度あたりのIGF-1R活性化が約10倍高くなります(受容体親和性の増強)が、半減期は約20〜30分にすぎません。LR3はネイティブIGF-1R親和性を達成しますが、約20〜30時間有効性を維持します。細胞培養では、Des(1-3)はより強い急性効果を生成しますが、LR3はより強い持続効果を生成します。タンパク質合成や細胞生存など、持続的なシグナル伝達を必要とする異化同化用途では、用量あたりLR3の方が効果的かもしれません。衛星細胞の活性化や急性の有糸分裂誘発など、激しいが短いシグナル伝達を必要とする用途では、Des(1-3)が好ましいかもしれません[12]

Des(1-3) IGF-1 vs ネイティブIGF-1(メカスルミン)。 Des(1-3)は、増強された受容体親和性とIGFBP回避の両方により、遊離濃度あたり約10倍強力です。しかし、ネイティブIGF-1にはIGFBP媒介性のバッファーがあり、安全性(より遅い速度論、より低いピーク遊離レベル)と持続的な送達(三者複合体の半減期12〜16時間)を提供します。メカスルミンは、重度の原発性IGF-1欠損症に対してFDA承認を受けています。Des(1-3) IGF-1には承認された用途がありません。

Des(1-3) IGF-1 vs 全長GH。 GHは内因性IGF-1産生(循環および局所/旁分泌の両方)を刺激し、直接的な代謝効果(脂肪分解、インスリン抵抗性、ナトリウム保持)を持っています。Des(1-3) IGF-1は、GH受容体シグナル伝達なしに直接IGF-1Rを活性化し、内因性IGF-1産生を刺激せず、GHの直接的な代謝効果を欠いています。Des(1-3)によるIGF-1R活性化はより強力ですが、生理学的にはより制御されていません。

天然存在の利点。 ヒト脳およびウシ初乳におけるDes(1-3) IGF-1の同定は、進化した生理学的役割の証拠を提供し、完全に合成されたLR3バリアントとは区別されます。放出されたトリペプチド(Gly-Pro-Glu)自体は、独立した神経保護作用と抗炎症作用を持ち、Des(1-3) IGF-1のタンパク質分解的生成が同時に2つの生理活性分子を生成することを示唆しています。

13. 安全性プロファイルの向上

低血糖。 主な急性期の安全上の懸念事項です。Des(1-3) IGF-1は、IGF-1R親和性が約10倍高く、IGFBP回避が完全であるため、治療効果と危険な血糖降下作用との用量マージンは、ネイティブIGF-1またはLR3-IGF-1よりも狭いです。半減期が短いこと(約20〜30分)は軽減要因であり、低血糖効果は中止後に比較的迅速に解決するでしょう[17]

短い半減期としての安全性機能。 約20〜30分の半減期は、固有の安全上の利点を提供します。低血糖、過度の有糸分裂シグナル伝達、およびその他のIGF-1R媒介性効果を含む有害事象は、中止後に迅速に解決します。これは、LR3-IGF-1(約20〜30時間の半減期)とは対照的であり、有害事象は数時間持続します。半減期が短いことは、間欠投与での有意な蓄積も防ぎます。

発がん性の可能性。 すべてのIGFBP抵抗性IGF-1アナログと同様の懸念があります。IGFBPシステムは、遊離IGF-1R活性化を制限する腫瘍抑制バッファーとして部分的に機能します。Des(1-3) IGF-1は、このシステムをバイパスし、増強された親和性でIGF-1Rを活性化し、特徴づけられたアナログの中で最も強力なIGF-1R刺激を表します。発がん性試験は実施されていません。Des(1-3)を研究ツールとして価値あるものにしている強力な有糸分裂活性と抗アポトーシス活性は、発がん性の懸念を引き起こすまさにその特性です[16]

ヒトの安全性データなし。 Des(1-3) IGF-1にはヒトの安全性データはゼロです。臨床試験は実施されていません。すべてのヒトでの使用は完全に検証されていません。

臓器過成長のリスク。 持続的な生理的範囲を超えるIGF-1R活性化は、組織増殖と臓器腫大を引き起こす可能性があります。間欠投与での短い半減期はこのリスクを制限しますが、頻繁または連続投与は累積的な組織レベルの効果を生み出す可能性があります。

研究用ペプチドの品質。 3つのジスルフィド結合を持つ67アミノ酸のペプチドとして、製造品質は重要です。不適切なジスルフィド結合は、免疫原性、不活性、または受容体特異性が変化した誤って折りたたまれたバリアントを生成します。規制されていない製品には、不純物、分解生成物、または不正確な濃度が含まれている可能性があります。

WADA禁止。 S2(ペプチドホルモン、成長因子)の下で常に禁止されています。LC-MS/MSを使用した検出方法は、尿および血清マトリックスに対して検証されています[18]

14. 関連ペプチド

See also: IGF-1 LR3 (Long R3 IGF-1), MGF (Mechano Growth Factor), Human Growth Hormone (hGH), HGH Fragment 176-191, CJC-1295, Ipamorelin

15. 参考文献

  1. [1] Sara VR, Carlsson-Skwirut C, Andersson C, et al. (1986). Characterization of somatomedins from human fetal brain: identification of a variant form of insulin-like growth factor I. Proc Natl Acad Sci USA. DOI PubMed
  2. [2] Ballard FJ, Francis GL, Ross M, et al. (1987). Natural and synthetic forms of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and the potent derivative, destripeptide IGF-1: biological activities and receptor binding. Biochem Biophys Res Commun. PubMed
  3. [3] Carlsson-Skwirut C, Jornvall H, Holmgren A, et al. (1986). Isolation and characterization of variant IGF-1 as well as IGF-2 from adult human brain. FEBS Lett. PubMed
  4. [4] Tomas FM, Knowles SE, Owens PC, et al. (1991). Effects of full-length and truncated insulin-like growth factor-I on nitrogen balance and muscle protein metabolism in nitrogen-restricted rats. J Endocrinol. PubMed
  5. [5] Tomas FM, Knowles SE, Chandler CS, et al. (1993). Anabolic effects of insulin-like growth factor-I (IGF-I) and an IGF-I variant in normal female rats. J Endocrinol. PubMed
  6. [6] Ui M, Shimonaka M, Shimasaki S, Ling N. (1989). An insulin-like growth factor-binding protein in ovarian follicular fluid blocks follicle-stimulating hormone-stimulated steroid production by ovarian granulosa cells. Endocrinology. PubMed
  7. [7] Skottner A, Clark RG, Robinson IC, Fryklund L. (1987). Recombinant human insulin-like growth factor: testing the somatomedin hypothesis in hypophysectomized rats. J Endocrinol. PubMed
  8. [8] Gillespie C, Read LC, Bagley CJ, Ballard FJ. (1990). Enhanced potency of truncated insulin-like growth factor-I (des(1-3)IGF-I) relative to IGF-I in lit/lit mice. J Endocrinol. PubMed
  9. [9] Prosser CG, Rosenblum CI, Breier BH, et al. (1994). Des(1-3)insulin-like growth factor-I stimulates milk yield but not mammary gland growth in dairy goats. J Dairy Res. PubMed
  10. [10] Francis GL, Upton FM, Ballard FJ, et al. (1988). Insulin-like growth factors 1 and 2 in bovine colostrum. Sequences and biological activities compared with those of a potent truncated form. Biochem J. PubMed
  11. [11] Yamamoto H, Murphy LJ. (1996). Des(1-3)insulin-like growth factor-I and insulin-like growth factor binding protein subclasses in bovine colostrum. J Dairy Res. PubMed
  12. [12] Luthi C, Roth BV, Gosteli-Peter MA, et al. (1993). Recombinant Long-R3-IGF-I stimulates greater sustained secondary growth factor production than des(1-3)-IGF-I in ovine granulosa cells. J Endocrinol. PubMed
  13. [13] Jones JI, Clemmons DR. (1995). Insulin-like growth factors and their binding proteins: biological actions. Endocr Rev. DOI PubMed
  14. [14] Hwa V, Oh Y, Rosenfeld RG. (1999). The insulin-like growth factor-binding protein (IGFBP) superfamily. Endocr Rev. DOI PubMed
  15. [15] Rinderknecht E, Humbel RE. (1978). The amino acid sequence of human insulin-like growth factor I and its structural homology with proinsulin. J Biol Chem. PubMed
  16. [16] Pollak M. (2012). The insulin and insulin-like growth factor receptor family in neoplasia: an update. Nat Rev Cancer. DOI PubMed
  17. [17] Siddle K. (2011). Signalling by insulin and IGF receptors: supporting acts and new players. J Mol Endocrinol. DOI PubMed
  18. [18] WADA. (2025). WADA Prohibited List - International Standard. World Anti-Doping Agency.