Что такое MGF?
MGF расшифровывается как Mechano Growth Factor (механический фактор роста). Это естественный вариант сплайсинга — по сути, альтернативная версия — хорошо известного гормона под названием IGF-1 (инсулиноподобный фактор роста 1).[1] Представьте себе IGF-1 как главный чертёж. Ваше тело может прочитать этот чертёж немного по-разному, чтобы произвести разные белки, и MGF — это один из таких вариантов прочтения. В сердце, например, исследователи подтвердили, что ген IGF-1 производит две изоформы: распространённую IGF-IEa и IGF-IEc, которая является MGF.[4]
Особенность MGF заключается в том, когда он появляется. Организм обычно вырабатывает его в ответ на механическое напряжение — такое как упражнения, растяжение или физическая травма.[1] Из-за этого учёные рассматривают его как ключевого игрока в том, как ткани ощущают повреждение и пытаются восстановиться. В настоящее время он изучается исключительно как исследовательское соединение и не одобрен для терапевтического использования у людей.
Как работает MGF
Вот простой способ представить это: представьте, что ваша мышца или хрящевая ткань — это район, поражённый бурей. MGF — это как первый сигнал о чрезвычайной ситуации, который издаёт — он говорит местным стволовым клеткам и бригадам восстановления проснуться, переместиться на место повреждения и начать восстанавливать.
На молекулярном уровне MGF связывается с рецепторами на поверхности клеток и запускает цепь сигнальных событий внутри них. В стволовых клетках пародонтальной связки, например, исследователи обнаружили, что MGF активирует путь, называемый Fyn-RhoA-YAP, который говорит этим клеткам размножаться и дифференцироваться в правильный тип клеток для восстановления.[2] В фибробластах связок MGF воздействует на разные пути — Rac1-PAK1/2 и RhoA-ROCK1 — чтобы помочь повреждённым клеткам двигаться и заживать.[6] Короткий уникальный хвост молекулы MGF (называемый E-доменом), похоже, выполняет большую часть этой сигнальной работы независимо от остальной части структуры IGF-1.[4]
Что показывают исследования
Хрящи и суставы
Хрящ печально известен своей неспособностью к самовосстановлению — у него нет кровеносных сосудов, лимфатических сосудов и нервов, которые переносили бы сигналы восстановления.[1] Лабораторные исследования показывают, что MGF в высокой концентрации присутствует в повреждённом хряще, особенно при таких состояниях, как остеоартрит, и что он влияет на поведение хондроцитов (клеток хряща), включая пролиферацию, миграцию и контроль воспаления.[1] В модели на кроликах шёлковые каркасы, нагруженные как MGF, так и другим фактором роста (TGF-β3), привлекли значительно больше стволовых клеток к месту восстановления — до двух раз больше, чем каркасы, использующие только TGF-β3 — и произвели хрящ, который больше походил на здоровый гиалиновый хрящ, чем на рубцовую ткань.[5]
Восстановление связок
В исследовании 2022 года изучались порванные передние крестообразные связки (ПКС). Лечение MGF ускорило восстановление и улучшило способность механически повреждённых фибробластов ПКС к движению — критический этап заживления — воздействуя на упомянутые выше пути сигнализации Rac1 и RhoA.[6]
Нейропротекция
Исследователи из клиники Майо обнаружили, что MGF может защищать нервные клетки. В лабораторных и животных экспериментах MGF защитил нейроны спинномозговых ганглиев от повреждений, вызванных цисплатином, распространённым химиотерапевтическим препаратом, вызывающим нейротоксичность у 30–40% пациентов. Защита, похоже, работала через белок под названием нуклеолин, который MGF связывает внутри клеточного ядра.[3]
Функция сердца
E-домен MGF также был изучен в сердце. Исследователи обнаружили, что его влияние на функцию сердечного сокращения сильно зависело от дозы — разные количества вызывали разные, иногда противоположные, эффекты на производительность сердечной мышцы у мышей.[4] Это подчёркивает, почему точное дозирование чрезвычайно важно в исследовательских условиях.
Пародонтальная (поддерживающая зуб) ткань
MGF показал перспективность и в стоматологических исследованиях. Он способствовал пролиферации и дифференциации стволовых клеток пародонтальной связки через путь сигнализации Fyn-RhoA-YAP, предполагая потенциальную роль в регенерации тканей, которые удерживают зубы на месте.[2]
Для чего изучается MGF
- Восстановление и регенерация скелетных мышц после механической травмы
- Заживление дефектов хряща и остеоартрит[1]
- Восстановление ПКС и связок[6]
- Нейропротекция против повреждения нервов, вызванного химиотерапией[3]
- Модуляция функции сердца[4]
- Регенерация пародонтальной ткани[2]
- Привлечение стволовых клеток в каркасы для тканевой инженерии[5]
Дозировка MGF в исследованиях
Поскольку MGF — это исследовательское соединение без одобренного клинического протокола, дозировка варьируется широко в зависимости от исследования и зависит от модели исследования, способа введения и конкретной формы MGF, используемой (полный пептид или фрагмент E-домена). Упомянутое выше исследование на сердце использовало диапазон доз у мышей и обнаружило, что эффекты значительно отличались между уровнями дозирования, подчёркивая, что небольшие изменения в количестве могут дать очень разные результаты.[4] Полное описание доз, используемых в опубликованных исследованиях, см. на таблице дозирования на этой странице. Вы также можете использовать наш калькулятор для расчёта объёмов восстановления для исследовательского использования.
Смешивание и хранение MGF
MGF обычно поставляется как лиофилизированный (высушенный в вакууме) белый порошок в запечатанном флаконе. Чтобы подготовить его для исследовательского использования, в флакон медленно добавляется бактериостатическая вода (вода с небольшим количеством бензилового спирта для предотвращения роста бактерий) — этот процесс называется восстановлением. Жидкость должна быть мягко перемешана, никогда не трясена сильно, чтобы избежать разрушения деликатных цепей пептидов. После восстановления раствор MGF обычно хранится в холодильнике (2–8 °C) и используется в течение нескольких недель; неоткрытые лиофилизированные флаконы обычно можно хранить в морозильной камере в течение более длительных периодов. Всегда следуйте конкретному руководству, прилагаемому к вашему исследовательскому материалу, и работайте в надлежащих стерильных условиях.
Источники
- The role of mechano growth factor in chondrocytes and cartilage defects: a concise review. — Acta biochimica et biophysica Sinica, 2023. PMID 37171185.
- Mechano-growth factor regulates periodontal ligament stem cell proliferation and differentiation through Fyn-RhoA-YAP signaling. — Biochemical and biophysical research communications, 2024. PMID 39067248.
- Mechano growth factor interacts with nucleolin to protect against cisplatin-induced neurotoxicity. — Experimental neurology, 2020. PMID 32511954.
- Mechano-growth factor E-domain modulates cardiac contractile function through 14-3-3 protein interactomes. — Frontiers in physiology, 2022. PMID 36467694.
- Mechano growth factor (MGF) and transforming growth factor (TGF)-β3 functionalized silk scaffolds enhance articular hyaline cartilage regeneration in rabbit model. — Biomaterials, 2015. PMID 25818452.
- Mechano Growth Factor Accelerates ACL Repair and Improves Cell Mobility of Mechanically Injured Human ACL Fibroblasts by Targeting Rac1-PAK1/2 and RhoA-ROCK1 Pathways. — International journal of molecular sciences, 2022. PMID 35457148.