long R3 IGF-1 技术

IGF-1（Insulin-like Growth Factor-1 ，胰岛素样生长因子-1）、LongR3IGF-1和MGF(Machanal Growth Factor,力应激性生长因子)基因工程产品介绍
   本公司已完成了胰岛素样生长因子-1（IGF-1）及长链胰岛素样生长因子-1（LongR3 IGF-1）基因工程菌的构建和实验室小试、中试和小批量生产阶段。表达量达到菌体蛋白的20%左右（包涵体表达），每升发酵液可产目的蛋白约90毫克，纯度达到95%和98%左右。另外还完成了力性生长因子（Mechano Growth Factor ，MGF）基因工程菌株的构建和表达研究，正在进行纯化工艺的研究，并取得初步进展。有关这三种产品的简介如下：
一、IGF-1
    IGF-1（Insulin-like Growth Facyor-1）代表胰岛素样生长因子-1。 它是一种在人体自然产生的物质并且在青春期期间达到高峰。 在青春期的几年间IGF-1负责自然的肌肉成长。 IGF-1在人体有许多不同的效应; 其中重要的一点是其在改善形体的健身作用。 因为它能够增加氨基酸运输到细胞内， 增加葡萄糖运输， 增加蛋白质合成， 减少蛋白质降解， 并且增加RNA合成。

    IGF-1的活性在不同类型的组织中表现也不同。 在肌细胞,蛋白质和相关的细胞组分被刺激。 蛋白质合成与氨基酸吸收都增加。在脂肪组织， IGF-1动员脂肪分解作为能量。 在脂肪含量相对较少的其他组织中，IGF-1也能阻止胰岛素葡萄糖的跨细胞膜运输。所以细胞必须转换到燃烧脂肪作为能量来源。
 
    IGF-1也能模拟胰岛素在人体中的作用。 它使肌肉对胰岛素的作用更加敏感，因此如果当前正在使用胰岛素的人可以很大程度的降低胰岛素的剂量仍能达到同样作用， 并且IGF-1还能够防止胰岛素使人变胖的作用。 IGF-1在人体内最强大的作用还包括它能导致细胞增生现象。 肌肉细胞肥大是在力量训练和类固醇使用期间经常出现的现象， 但这只是简单地肌细胞大小的增加。 众所周知 在青春期后肌细胞的数目是一定的，  体育锻炼能做的只是增加这些肌细胞的大小， 但实际上不获取更多数目的肌细胞。 但IGF-1的使用能导致切实的肌组织中细胞数量的增加， 并且通过力量训练和类固醇使用能进一步这些新的细胞成熟， 换句话说使它们增长变得更加强壮。 所以在某种程度上IGF-1可以改变一个人肌肉组织和细胞数目方面的遗传特性。也就是说 IGF-1促进当前类型细胞的增生和分化。改变了个体遗传条件所限制的形成强大肌肉大小和密度方面的能力

    在IGF-1和生长激素之间有很多相似性。人们经常会问二者哪个更加有效。 GH不直接引起肌肉增长， 它是通过间接增加蛋白质合成能力， 增加个体能有效地使用胰岛素的量， 并且增加个体能有效地使用促蛋白合成甾类激素的量。当它(GH)在人体被分解时 GH也可以通过刺激IGF释放间接地导致肌肉成长，。因此某种程度上也可以把GH看作为是IGF-1前体。 简单的说IGF-1在直接导致肌肉成长和密度增加方面比GH更有效。 IGF-1在花费方面也更经济。
 
    IGF常常可以单独使用也能取得很好的效果，生长激素使用时常需要大剂量的anabolics和胰岛素的配合使用才能获得好的效果， 但IGF-1不是这样。它可以单独使用并且健身者还经常用它来衔接健身训练的周期， 在这个衔接期是使用IGF-1的最佳时机，因为它不会干扰自然睾甾酮生产，因此它不影响在这期间激素恢复到正常水平。 IGF-1， PGF2a， HCG，和clomid是衔接期很好的组合，不仅允许身体返回到正常并且使肌肉仍然有新的增长
  IGF-1作为研究用药物， 目前在其对神经组织修复，烧伤患者的应用，和可能的援助艾滋病患者恢复萎缩的的肌肉等方面的机理做大量的研究工作。在2005年8月被美国粮食与药物管理局（FDA）批准作为治疗药物上市。 有许多不同的IGF-1类似物可利用，最常见和最有效的有两种。 通常的IGF-1只有大约10-20分钟半衰期，在人体内迅速被破坏， 它可以结合某些蛋白质延长半衰期， 但这种方法并不容易做到。有一个更加有效和经济的做法可以实现延长其半衰期，这就是利用 IGF-1的最有效的形式long R3 IGF-1。

二、long R3IGF-1
   它在IGF-1的基础上有了化学结构的改变，另外还有氨基酸变动从而避免了在人体结合蛋白质，使它有更长的半衰期（ 大约20-30个小时）。 “long R3 IGF-1是包含83氨基酸的IGF-1类似物， 提高了IGF肽的生物活力。”long R3 IGF-1比IGF-1 明显强大。 这归结于long R3IGF-1减少了所有已知IGF结合蛋白的结合。 而这些结合蛋白通常是抑制IGF生物活性.的。”
 健身使用介质级纯度（93%~95%）的就足够了，花费不是很高。还有一种受体级纯度（99%）的，但它非常昂贵，并且二者之间的唯一重大区别只能在实验室条件下才能发现。 long R3 IGF-1根据来源不同在黑市上的价格大约每毫克$300-$500， 因为IGF-1还只是研究产品，世界上仅有几家实验室能合成并且仅面向研究公司和生物研究机构。所以它是非常紧俏，不是很容易就能获得。为了方便，以下文章中所提到的 IGF- I 都是指Long R3 IGF-1
   IGF-1的所有形式只以冻干形式供应， 就是干燥粉末状态。
IGF-1的溶解液是低浓度的盐酸和灭菌缓冲液，稀释IGF-1方法也不是非常困难。最有效IGF-1的使用周期是用50天然后停20-40天。围绕long R3 IGF-1 的最有争论是关于它的有效剂量的话题。 最常用剂量范围在20mcg到120+mcg/天。 剂量问题还要看使用者的经济能力， 许多人使用20mcg/天的最小剂量也能得到很好的结果， 实际上几个顶尖的健美爱好者就是使用20mcg/天剂量，结果非常理想。 IGF-1皮肤注射是最有效的方式，每日一到两次注射使用当前剂量。 并且最佳的时机为早晨和/或在力重量训练之后。
　　 
　　IGF-1的另一优势是它增重的主要成分是纯精瘦的肌肉组织， 而不象类固醇使用后增重的主要是水分。 以一定的有效剂量每2-3个星期能增加1-2磅新的肌肉组织，并且如果协同睾甾酮， 促蛋白合成甾类和胰岛素的使用这种效果还可以增加。使用IGF-1后血管的增加也是非常常见的， 有人报告称看见静脉在他们以前从未有过的地方出现。 另一个效果报告说在IGF-1使用周期的过程中，虽然伴随有大剂量类固醇的使用和大量的食物，而使用者仍能保持精瘦，这或许是健身者最中意的效果。
　　
　　总之，由于IGF-1能彻底改变遗传方面的不足，所以它是一种非常好的健身类药物。 IGF-1 是多肽类激素，大小同胰岛素差不多。 脑下垂体释放生长激素(GH)后可刺激肝脏生成IGF-1。许多GH的促生长功能实际上是通过IGF-1的效应实现的。GH/ IGF-1的转换率随个体不同而不同，大约是 每一IU. GH可产生4-6mcg IGF-1。 IGF-1能促进许多不同的组织增长。 IGF-1同其他生长因子一样可以刺激细胞进行有丝分裂和分化。在肌肉组织IGF-1可引起新的肌纤维生长， 继而增加了新的睾甾酮受体。 使用者都一致认为，它极大提高类固醇周期的效果。对其减少脂肪和提高血供的能力也表示肯定。

三、MGF(mechano- growth facor)力应激性生长因子
也被称为 IGF-I Ec型，是IGF-I(胰岛素样生长因子-I)的一种异构体，是由于mRNA选择性拼接的结果。 IGF-I Ec/MGF，在正常生理状态下不太常见，但当骨骼肌或心肌在机械负荷加大的状态下表达增加，通过自分泌或旁分泌的形式起作用，被认为具有参与肌肉损伤后修复的过程[37]。
1 .MGF的来源与命名
　　越来越多的证据表明，IGF-I的表达与细胞对力刺激的响应有密切的关系，在肌肉组织中，肌细胞相应力刺激，在转录过程中，IGF-I发生选择剪接，产生两种重要的变构体，IGF-I Ea、IGF-I Ec/(也被称为MGF ) ，而在啮齿动物中MGF以IGF-I Eb表达。
虽然成熟的IGF-I是简单的70个氨基酸肽，但是其基因的跨度范围超过90kb，在5’末端有两个启动子，并且都具有启动作用[38]。普遍认为在肝脏中是启动子2发挥启动作用，而在肝脏外的其它组织中，则是启动子1启动转录。当肌肉受到力刺激时，IGF-I基因发生选择剪接，首先快速剪接表达MGF，然后剪接转换表达IGF-IEa，转换表达保持着相当长的时间间隔。选择剪接发生在IGF-I基因外显子6之前的位点，导致IGF-I Ea缺失外显子5，而MGF在外显子5这一区域，人类和啮齿动物类分别插入了49 bp和52 bp[39]，这就导致阅读框发生了变化，因此产生了不同的C端序列。然而，MGF和IGF-I Ea都高度保存着IGF-I基因中的外显子3和4，能产生同样的成熟肽，却有不同的E肽，而MGF相对于成熟IGF-I，是在IGF-I的C端多了40个氨基酸的延伸，可能与其不同的功能有关 。此外，MGF没有被糖基化，半衰期更短，状态也不稳定，还具有不同的结合蛋白与受体亲和力，这与自分泌而非系统作用模式相匹配。
2.MGF的生理作用
     （1）MGF与卫星细胞
　　出生后肌肉的增长和再生与单核细胞有关，即卫星细胞（satellite cells），被认为是肌肉干细胞。卫星细胞在静止的状态下，存在于肌纤维之间。这些细胞，一旦被激活，就会增殖、分化，然后与已存在的肌纤维融合，通过这样的过程为肌纤维提供新的核，新编码表达基因，实现肌纤维所需纤维蛋白质含量的比率，完成适应性保护功能[ 40 ] 。因此卫星细胞在局部组织修复和重塑时有重要作用。用哺乳动C2/C12骨骼肌细胞株进行细胞转染培养的研究表明，MGF具有激活卫星细胞，促使细胞增殖，同时压制其分化的作用。采用肌肉注射方法，把含有MGF cDNA的表达载体注入到鼠胫骨前肌，仅仅在2周之内肌肉质量就增加了20%，而含IGF-IEa cDNA的病毒载体被注入后， 4 个月才增加20%[ 41] 。这表明MGF cDNA与肌肉质量的变化有着惊人的潜在联系。同时，制备肌肉恒冷切片，并测定肌纤维尺寸，发现平均增加25% ，但是只有受注射的纤维变大，而非所有纤维都变大，证明MGF作用效果的显著性，而且这种肌肉组织质量的增加，具有生物学活性和生理学意义。另外， Aperghis等实验表明，MGF对运动神经元存活也有显著作用，认为神经元的维持、存活与卫星细胞的激活一样，MGF在其中都起着重要的作用[ 42 ] 。
　　（2）MGF与肌萎缩现象　
　　当肌肉受力刺激时，增强卫星细胞活动是肌肉局部组织修复和再生的需要。MGF激活卫星细胞，增加成肌细胞的增殖能力，可以很好的解释肌损失现象。随着年龄的增长骨骼肌的再生能力逐渐降低。老年人骨骼肌内的卫星细胞量并不比年轻人的少( Carlson.2001) 。老年人的肌肉组织响应力刺激时， 局部MGF的表达相当低，激活卫星细胞数量相当有限，无法完全修复损失肌肉，所以出现肌损失萎缩现象[ 43] 。最近的实验也证实这一点，同样的力学刺激， 5天后，幼鼠的MGF表达增加了1000% ，而24个月大的鼠只增加了250%。Hameed对70～80岁的老年人进行的抗阻训练也得到MGF 增加(163%)的结果，这对于结合力学刺激治疗老年肌萎缩提供了有利依据。
　　至于营养障碍导致的肌肉萎缩(如脊髓病性肌萎缩，Duchenne) ，可能是因为复杂的营养障碍基因影响了力转导过程，即使施加结合电刺激的拉伸作用，也没有MGF表达，局部不能产生修复所需要的MGF，也就不能激活卫星细胞，细胞则不能增殖更新，发生细胞凋亡， 结果产生肌肉质量累积损失(Heslop. 2000， Abdulrazzak. 2001) 。这就说明MGF有一种诱导局部蛋白质合成和防止细胞凋亡的高潜能。
　　因此，在骨骼肌中确实存在一种组织机制，虽然没有细胞置换，但却能阻止细胞凋亡，而MGF激活卫星细胞在实现这一过程中起着至关重要的作用。
2.MGF的研究现状
　　近来研究表明MGF不仅只存在于骨骼肌、心肌中，在神经系统中也发现其存在，具有修复损伤神经的作用。所以随着对MGF认识的不断深入，MGF的研究工作也日益受到越来越多的关注与重视。在开发应用方面，鉴于MGF 对肌肉萎缩治疗，运动康复训练，肌肉、神经损伤修复，治疗运动神经元疾病，改善心肌梗塞及脑卒中的愈后等广泛的应用前景，国外研究者已开始进行实验性治疗，但也只是处于探索起步阶段，而我国在这一领域仍处于空白。因此，加速开发MGF产品，抢占市场先机，既具有紧迫性，又有着潜在的巨大经济效益。
    国内关于MGF的研究报道甚少，国外Goldspink等人已利用直接注射MGF cDNA入实验动物体内的方法，研究了MGF对面神经切断术后的修复损伤作用。结果发现相距3毫米的神经创面在两周内就得到愈合，明显优于对照组，并且发现其对运动神经元的保护效果达到了80%以上。目前国际上关于MGF研究只是在cDNA水平。对于MGF的基础和应用研究还有很多空白，因此利用基因工程得到重组MGF对于今后的研究具有着重要的意义。

我公司2006年起独立开发这几项技术;现可以提供该项目的全套技术，包括上游技术和下游技术。转移对象: 制药企业。

以上技术只对有资格拿到生产许可证的企业转让.

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