インスリン様成長因子 I (IGF-I, 哺乳類)

12-5-2017 Last update

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関連項目

概要

IGF-I は主に肝臓で合成されるペプチドホルモンで，動物の成長を促進する作用がある。

> タンパク質不足により肝臓での合成と血中量が低下し，成長の遅延を招く（5）。

: とくに幼児でみられる栄養障害，クワシオルコル kwashiorkor の症状である。

血中 IGF-I の大部分は肝臓で合成されるが，それは成長にはほとんど寄与しないことが文献1によって示されている。

肝臓特異的に IGF-I をノックアウトしたマウスは，血中IGF-I量が75%低下する。しかし，右図（文献1より）に示すように体重は低下しない。

なお，このマウスでは IGF-I による negative feedback がなくなるため，成長ホルモン量はやや上昇している。

しかし，この肝臓特異的 IGF-I ノックアウトマウスは，成体になると体重が野生型よりも少なくなり，さらにメスは寿命 lifespan が長くなる（下図，いずれも文献2より）。

筋肉では IGF-I 遺伝子が発現しており，パラクラインまたはオートクラインで作用している。細胞分裂の促進，筋線維の肥大，タンパク質合成など，原則として筋肉組織を維持，肥大する方向に働く。

> 筋衛星細胞 satellite cell の分裂と，筋線維への融合を促進（1I）。タンパク質合成も促進。

>

> デュシェンヌ型筋ジストロフィー Duchenne muscular dystrophy のモデルマウスで筋萎縮を抑制（1R）。

: 進行性筋ジストロフィーでは最も多い病気で，ジストロフィン dystrophin 遺伝子の欠損による。

: ミオシン軽鎖 1/3 プロモーターで筋肉IGF-Iを2倍程度に増やすと，症状が改善した。

: 具体的には筋線維数および太さの増大，線維化の抑制，収縮力の増大など。

Condition（部位，条件など）	Animal	IGF-I (ng/g)	Ref
体重約 25 g, 3ヶ月齢，limb muscle, 対照群	Mouse	9 ± 1	3
上記のマウスにミオシン軽鎖 1/3 promoter で強制発現	Mouse	16.2 ± 2	3

> ヒトでは，老化に伴い血中IGF-I量が低下する（4）。

: インスリン量は，末梢が徐々にインスリン抵抗性になるために上昇する。

> インスリン/IGF-I シグナル（IIS）が低いと，老化に伴う認知能力の低下が遅くなる（4）。

: IIS の低下が寿命を延ばすことは多くの生物で知られている。

: C. elegans では，IIS mutants が improved thermotaxis learning behavior を示す。

: Drosophila では，chico mutant で記憶力および運動能力の低下が遅くなる。

: GHR KO mouse でも，老化に伴う記憶力の低下が遅くなる。

Sjogren et al. 1999a. Liver-derived insulin-like growth factor I (IGF-I) is the principal source of IGF-I in blood but is not required for postnatal body growth in mice. PNAS 96, 7088-7092.
Svensson et al. 2011a. Liver-derived IGF-I regulates mean life span in mice. PLoS One 6, e22640.
Barton et al. 2002a. Muscle-specific expression of insulin-like growth factor I counters muscle decline in mdx mice. J Cell Biol 157, 137-147.
Broughton & Partridge 2009a (Review). Insulin/IGF-like signalling, the central nervous system and aging. Biochem J 418, 1-12.
Thissen et al. 1994a. Nutritional regulation of the insulin-likegrowth factors. Endocr Rev 15, 80-101.