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3 · 第1學期動物生理學內分泌生理

GH/IGF 軸

GH / IGF Axis

難度 3 · 進階endocrinegrowth想做成互動版

GH/IGF-1 軸是生長與老化研究的核心,從營養感應到癌症生物學橫跨多領域。

GHR 信號的分子細節

GH 結合 GHR 二聚體(不對稱:1 GH 結合 2 受體不同位置)→ JAK2 trans-phosphorylation → STAT5b(主要)+ STAT1/3 → 核轉位 → 結合 GAS element 啟動 IGF-1、ALS、IGFBP-3 等基因。Pegvisomant 為 GHR 拮抗劑:突變 GH 仍結合 site 1 但 site 2 失效,阻止有效訊號。

IGF-1 系統的複雜性

血中 99% IGF-1 與 IGFBPs 結合,主要 IGFBP-3 + ALS 形成 ternary complex(150 kDa)。IGFBPs 不只是運輸,也有獨立生物功能(部分有 IGF-independent 作用,如 IGFBP-3 透過 nuclear receptor 抑制細胞增殖)。組織局部 IGF-1 透過 paracrine/autocrine 作用,與肝源 endocrine IGF-1 機能可能不同。

IGF-1 vs Insulin Receptor

IGF-1R 與 InsR 結構與信號路徑高度相似(PI3K-AKT、MAPK),且可形成 IGF-1R/InsR hybrid receptors。高胰島素血症(如 T2DM)可活化 IGF-1R,部分解釋糖尿病與癌症風險關聯。

Caloric Restriction 與壽命

CR、IGF-1 信號降低、Daf-2(C. elegans IGF-1R 同源物)突變 → 顯著延長壽命。Klotho 基因缺失致早老,過表現延長壽命,部分機制涉及 FGF23 與 IGF-1 抑制。Laron 患者顯示 IGF-1 信號低延緩老化(抗癌、抗糖尿)但身高代價大,平衡點為治療挑戰。

GH 治療的擴張

適應症:兒童 GHD、Turner、Prader-Willi、SHOX 缺乏、低出生體重未追趕、慢性腎病、特發性矮身材;成人 GHD。長效 GH(lonapegsomatropin、somatrogon、somapacitan)每週注射改善依從性。

Acromegaly 治療

首選手術(經蝶竇)。藥物治療層級:SSA(octreotide LAR、lanreotide)→ pasireotide(多 SSTR)→ pegvisomant → cabergoline(低反應族群)。Octreoscan 與 [68Ga]-DOTATATE PET 評估 SSTR 表達指導治療。

運動員與 GH 濫用

GH 與 IGF-1 為禁藥(WADA banned list)。檢測方法:GH isoform ratio(內源性多 isoform vs 重組 22 kDa 單一);GH-2000 score(IGF-1 + P-III-NP biomarker)。實際效果有限:GH 不顯著增加力量但增加 lean mass 與感覺改善。

Klotho 與 longevity

Klotho 為共受體與 FGF23、IGF-1 信號相關。Single nucleotide variant(KL-VS)攜帶者壽命延長與認知保護。Klotho 蛋白注射在小鼠延緩認知衰退,臨床試驗評估中。

IGF-1 與癌症

大規模流行病學顯示血清 IGF-1 較高與乳癌、前列腺癌、大腸癌風險增加相關。IGF-1R 為癌症靶點,但 IGF-1R 抑制劑(figitumumab 等)臨床試驗多失敗——可能因 InsR/IGF-1R hybrid 補償,及 IGF-1R 在不同腫瘤角色不同。

Burosumab 與相關進展

FGF23 過量導致 X-linked hypophosphatemia(XLH)和 tumor-induced osteomalacia。Burosumab(anti-FGF23 抗體)為 first-in-class 治療。FGF23-Klotho-IGF-1 軸的相互調控為當前研究熱點。

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