PEG-MGF Peptide

Pegylated Mechano-growth factor (PEG-MGF) is een peptide dat afkomstig is van de IGF-I (belangrijkste anabole mediator van groeihormoon) gensequentie, die een proces ondergaat dat alternatieve splicing wordt genoemd.[1] Dit proces maakt de synthese van aanvullende segmenten mogelijk, die nieuwe functionele moleculen vormen. Tijdens stress of letsel is gesuggereerd dat spieren een alternatief peptide produceren genaamd IGF-IEc, dat extra “exons” of domeinen bevat. Men denkt dat dit resulteert in een extra segment aan het C-uiteinde van IGF-I, bekend als het Ec-peptide, dat uit 40 aminozuren bestaat.[2]

MGF, of mechano-growth factor, is een synthetisch peptide dat de laatste 24 aminozuren vertegenwoordigt van het natuurlijk voorkomende IGF-IEc-molecuul (het Ec-peptide). Dit fragment van 24 aminozuren wordt ook wel het E-domein of MGF-E genoemd en men denkt dat het de gunstige effecten van IGF-IEc op spierherstel en celproliferatie medieert.[5] Het lijkt de proliferatie en differentiatie van myoblasten (spiercellen) te stimuleren. Verder is het onderzocht op zijn potentiële vermogen om het uithoudingsvermogen te verhogen, de functie van het immuunsysteem te stimuleren en mogelijke toepassingen die cholesterol kunnen verlagen. PEG-MGF kan wondgenezing ook versnellen via regulatie van de immuunfunctie. De opregulatie van IGF-IEc, soms aangeduid als full-length MGF, tijdens perioden van stress of letsel is door onderzoekers gecorreleerd met de proliferatie van satellietcellen en spiercellen. Dit suggereert een potentiële rol bij herstel en regeneratie van spierweefsel.[3][4]

De hechting van een polyethyleenglycolgroep aan een andere chemische verbinding wordt “pegylatie” genoemd. Pegylatie lijkt de plasmastabiliteit van een verbinding zoals MGF te verhogen door de klaring te verminderen en mogelijk de immunogeniciteit te maskeren. Pegylatie kan worden beschouwd als een veelvoorkomende en doorgaans voordelige modificatie. MGF lijkt een kortere halfwaardetijd te hebben dan andere peptiden. Met dit in gedachten kan pegylatie van het peptide een snelle klaring mogelijk overwinnen.

Specificaties

Andere bekende titels: Pegylated MGF, Pegylated Mechano Growth Factor

Moleculaire formule: C121H200N42O39

Sequentie: Tyr-Gln-Pro-Pro-Ser-Thr-Asn-Lys-Asn-Thr-Lys-Ser-Gln-Arg-Arg-Lys-Gly-Ser-Thr-Phe-Glu-Glu-Arg-Lys

PEG-MGF Onderzoek

Momenteel is onderzoek naar PEG-MGF beperkt. Daarom zijn de hieronder beschreven experimenten uitgevoerd met MGF-E en full-length MGF in plaats daarvan. Men denkt dat PEG-MGF vergelijkbare eigenschappen heeft gecombineerd met verbeterde stabiliteit.

PEG-MGF en Letsel van Skeletspiercellen

Letsel, dat normaal optreedt tijdens spierweerstandsactiviteit, kan mechano-growth factor (MGF) mRNA in spierweefsels activeren. Onderzoekers observeerden een aanzienlijke stijging van 163% ten opzichte van de uitgangswaarden in gesloten onderzoeken.[6] Deze toename suggereert een directe respons van MGF op mechanische stimuli en spierletsel.

Daarnaast kan een stijging van groeihormoonspiegels, die doorgaans gepaard gaat met spierweerstand, deze moleculaire interactie verder compliceren. Gegevens wijzen op een stijging van 456% in MGF mRNA tijdens weerstandstrainingen, terwijl een toename van groeihormoon alleen de expressie van MGF mRNA met ongeveer 80% vanaf de uitgangswaarde kan beïnvloeden. Er wordt verondersteld dat MGF een cruciale rol speelt bij het beperken van spierschade en het bevorderen van weefselherstel als reactie op mechanische stress.

Studies bij muizen suggereren dat blootstelling aan MGF in de spieren de productie van pro-inflammatoire hormonen kan verminderen, oxidatieve stress kan verlagen en spiercellen kan beschermen.[7] Wetenschappers merkten op dat “Hoewel MGF-overexpressie de uitkomsten van spierregeneratie niet duidelijk beïnvloedde, zijn de bevindingen nieuw en bieden ze inzichten in de fysiologische rollen van MGF bij spierregeneratie.” Onderzoekers Sun et al. suggereerden ook dat MGF spierontsteking kan reguleren en wordt ondersteund door de rekrutering van neutrofielen en macrofagen naar letsellocaties.[7] Het hierboven genoemde onderzoek is gebaseerd op eerdere rapporten over inductie van IGF-1Ea en IGF-1Eb (beide nauw verwant aan MGF) door spierletsel. Deze functie suggereert dat PEG-MGF effecten kan produceren die vergelijkbaar zijn met IGF-1. Dit kan leiden tot verbeterd spierherstel, verbeterd vetmetabolisme en algemene toename van vetvrije massa.

PEG-MGF en Groei van Skeletspiercellen

Een onderzoeksexperiment dat de correlatieve effecten van MGF onderzocht, rapporteerde een toename van 25% in gemiddelde spiervezelgrootte bij sportende muizen. Onderzoekers Goldspink en Jakeman beschouwden dit als een zorgwekkende beperking, aangezien het peptide mogelijk directe blootstelling aan elke spier nodig heeft om hypertrofie te mediëren.[8] Verder onderzoek impliceert dat het potentieel van MGF op spiercelgroei afhankelijk kan zijn van de leeftijd van de cellulaire lijn.[8] In dit onderzoek werden spiercelculturen uit meerdere stadia van testsubjectcelrijping beoordeeld nadat ze waren blootgesteld aan MGF. Bevindingen gaven aan dat MGF in jongere cellen verhoogde celproliferatie leek te bevorderen. Dit kan wijzen op potentieel voor verbeterde spiergroei en regeneratieve capaciteiten.

Deze proliferatie werd echter niet waargenomen in oudere cellen. In deze oudere cellen was er een merkbare toename in spierhypertrofie, weerspiegeld door een vergrote spiercelgrootte. Interessant genoeg merkte de studie een significante afname op van het aantal reserve-cellen, die doorgaans ongedifferentieerd blijven en niet onmiddellijk samensmelten tot myotubes. Dit verminderde aandeel reserve-cellen in de cultuur was duidelijk zichtbaar.

Myotubes, essentiële structuren in spierontwikkeling gevormd door de fusie van spiercellen, leken in grootte te zijn toegenomen in alle leeftijdsgroepen door MGF. Deze vergroting verbeterde waarschijnlijk de functionele capaciteiten van de spier door verhoogde expressie van spierspecifieke contractiele eiwitten. Deze observatie is cruciaal omdat het impliceert dat MGF deze reserve-cellen mogelijk stimuleert om actiever betrokken te raken bij spiervorming.[9]

PEG-MGF en Hartspier

Onderzoek uitgevoerd door onderzoekers van de Universiteit van Illinois door Doroudian et al. observeerde dat MGF mogelijk hypoxie-geïnduceerde geprogrammeerde celdood (apoptose) van hartspiercellen remt.[10] Het peptide lijkt regeneratie en genezing na een cardiale gebeurtenis te bevorderen door cardiale stamcellen naar de plaats van weefselbeschadiging te rekruteren. Onderzoekers melden dat ratten die binnen acht uur na hypoxie MGF kregen, minder celdood en grotere stamcelrekrutering leken te vertonen vergeleken met placebo-controles. Dr. Doroudian, de hoofdauteur van het onderzoek, suggereert dat blootstelling van MGF aan beschadigde hartweefsels een gelokaliseerd effect kan hebben gehad om pathologische hypertrofie te beheersen en cardiale remodeling te verminderen. De observaties van de onderzoekers stellen voor dat het peptide de proliferatie en vergroting (hypertrofie) van stamcellen binnen hartweefsel kan ondersteunen, wat mogelijk bijdraagt aan celoverleving.

In het bijzonder lijkt MGF de beweging van mesenchymale stamcellen (MSC’s) te verbeteren. MSC’s zijn een type multipotente stromale cel dat kan differentiëren in verschillende celtypen, waaronder die in het hart. Deze migratoire respons kan een chemotactische werking vertonen, wat betekent dat het stamcellen kan aantrekken naar gebieden die door schade of ziekte zijn getroffen. Vroege gegevens suggereren een toename in expressieniveaus van het Bcl-2-gen. Bcl-2 is een gen dat vaak wordt gekoppeld aan celgroei en overleving, wat deze hypothese lijkt te ondersteunen, hoewel verdere validatie noodzakelijk is.

Een groep andere onderzoekers, namelijk Carpenter et al., hebben vergelijkbare observaties gerapporteerd met een geschatte vermindering van 35% van apoptose van hartspiercellen bij peptideblootstelling in cardiomyocyt-letselmodellen.[11]

PEG-MGF en Botherstel, Groei

PEG-MGF is waargenomen als bevorderaar van osteoblastproliferatie en versneller van botherstel in modellen van botdefecten.[12] De modellen die werden blootgesteld aan hoge concentraties MGF leken equivalente botherstelresultaten te vertonen in slechts vier weken vergeleken met controles gedurende zes weken. Bevindingen uit de studie geven aan dat MGF mogelijk invloed heeft op de celcyclus door deze mogelijk in bepaalde fasen stil te zetten. Verder kan MGF mogelijk de Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) en Extracellular Signal-Regulated Kinase 1/2 (Erk1/2) signaalroute activeren. Deze route is belangrijk bij het overbrengen van signalen van het celoppervlak naar DNA in de celkern, wat verschillende cellulaire activiteiten, waaronder groei en deling, kan beïnvloeden. De gegevens suggereren dat MGF mogelijk een complexe aanpak gebruikt om celproliferatie te bevorderen, wat veranderingen in celcyclusdynamiek en activering van specifieke moleculaire routes lijkt te omvatten.

Men denkt dat deze routes essentiële rollen spelen bij cellulair herstel en regeneratie, wat aangeeft dat MGF mogelijk cellulaire functies op meerdere niveaus beïnvloedt. De exacte mechanismen blijven onzeker en verder onderzoek is nodig om volledig te begrijpen hoe MGF met deze cellulaire processen interageert. Deze bevindingen benadrukken het veelbelovende potentieel van het peptide vanuit het perspectief van onderzoekers die botweefsels en herstel bestuderen.

PEG-MGF en Kraakbeen

MGF kan ook de functie verbeteren van chondrocyten, de cellen die essentieel zijn voor kraakbeenfunctie en -afzetting. Studies bij muizen suggereren dat MGF de migratie van chondrocyten van bot – hun plaats van oorsprong – naar kraakbeen kan bevorderen, waar ze lijken te functioneren.[13] De onderzoekers merkten ook op dat “De resultaten ook aantonen dat de degeneratie van OA-kraakbeen mogelijk kan worden vertraagd door MGF [blootstelling], gedeeltelijk via de unfolded protein response gereguleerd door protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase.”

PEG-MGF en Dentale Activiteit

Celcultuurstudies van parodontale ligamentcellen geven aan dat het gepegyleerde peptide osteogene differentiatie kan verbeteren en mogelijk de expressie van MMP-1 en MMP-2 kan verhogen.[14] Deze factoren kunnen het herstel verbeteren van ligamenten, zoals die tanden aan bot hechten. Het peptide kan zelfs het potentieel hebben om beschadigd of geavulseerd tandmateriaal te redden.

PEG-MGF en Neuroprotectie

Onderzoeker Alexander Walker beoordeelde een studie gebaseerd op de langetermijngevolgen van verhoogde niveaus van MGF in de hersenen en het centrale zenuwstelsel.[15] Het werk observeert hoe verhoogd MGF mogelijk neuronale degeneratie kan beïnvloeden. Muizen die werden blootgesteld aan het peptide leken hun cognitieve vermogen te behouden en optimaal te functioneren tot ver op hoge leeftijd. Volgens Walker “is de werkzaamheid van MGF in de hersenen leeftijdsafhankelijk,” aangezien de muizen in de studie aanvankelijk en op lange termijn betere uitkomsten vertoonden wanneer de overexpressie van het peptide eerder in het leven plaatsvond.

MGF-blootstelling kan spierzwakte verbeteren en het verlies van motorneuronen verminderen in muismodellen van ALS. Volgens Dluzniewska et al. wordt MGF van nature geproduceerd in de hersenen na hypoxisch letsel en wordt het overgeëxprimeerd in de segmenten met de grootste neuronale schade.[16]

PEG-MGF en Littekens van Spiercellen

Onderzoekers hebben de potentiële rol van MGF bij spierlittekens onderzocht, een aandoening die spierfunctie kan belemmeren.[17] Spierlittekens omvatten de overmatige ontwikkeling van bindweefsel als reactie op letsel, wat spierbeweging en functie belemmert. Eén studie gebruikte muismodellen waarbij spierkneuzingen werden geïnduceerd en macrofagen werden uitgeput om de effecten te observeren. Eerste bevindingen suggereren dat MGF kan bijdragen aan functioneel en structureel herstel van beschadigd spierweefsel door mogelijk fibrose te verminderen en niveaus van inflammatoire cytokinen, chemokinen en stressgerelateerde factoren te verlagen.

Er is speculatie dat MGF fibrose kan remmen door de expressie van type I- en III-collageen te onderdrukken, die belangrijke componenten van de extracellulaire matrix zouden zijn die betrokken zijn bij de ontwikkeling van fibrotisch weefsel. Observaties wezen ook op een mogelijke afname van markers van oxidatieve stress en matrixmetalloproteïnasen (MMP’s), die extracellulaire matrixeiwitten afbreken. Dit suggereert een potentiële rol voor MGF bij het beperken van de inflammatoire respons na spierletsel. De studie merkte ook een mogelijke vermindering van spierkneuzingen op, wat weefselherstelprocessen zou kunnen vergemakkelijken.

MGF’s impact op satellietcellen en immuunceldynamiek na letsel leek minimaal, wat onderzoekers afleidden uit stabiele niveaus van MyoD en myogenine, markers die satellietcelactiviteit aangeven. Daarnaast kan MGF mogelijk de inflammatoire omgeving in beschadigde spieren beïnvloeden. Dit werd gesuggereerd door verminderde expressie van belangrijke pro-inflammatoire cytokinen die door onderzoekers werden waargenomen, zoals tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interferon-gamma (IFN-γ), interleukine-1 beta (IL-1β) en transforming growth factor-beta (TGF-β). Chemokinen zoals CCL2, CCL5 en CXCR4 leken ook minder tot expressie te komen, samen met een mogelijke vermindering van gp91phox, een component betrokken bij oxidatieve stress. Deze bevindingen wijzen op de potentiële rol van MGF bij het moduleren van ontsteking en remodeling binnen skeletspierweefsels.

Disclaimer: De genoemde producten zijn niet bedoeld voor menselijke of dierlijke consumptie. Research chemicaliën zijn uitsluitend bedoeld voor laboratoriumexperimenten en/of in-vitrotesten. Elke vorm van lichamelijke toediening is wettelijk strikt verboden. Alle aankopen zijn beperkt tot erkende onderzoekers en/of gekwalificeerde professionals. Alle informatie gedeeld in dit artikel is uitsluitend bedoeld voor educatieve doeleinden.

Referenties

Matheny, R. W., Jr, Nindl, B. C., & Adamo, M. L. (2010). Minireview: Mechano-growth factor: a putative product of IGF-I gene expression involved in tissue repair and regeneration. Endocrinology, 151(3), 865–875. https://doi.org/10.1210/en.2009-1217

Li, C., Vu, K., Hazelgrove, K., & Kuemmerle, J. F. (2015). Increased IGF-IEc expression and mechano-growth factor production in intestinal muscle of fibrostenotic Crohn’s disease and smooth muscle hypertrophy. American journal of physiology. Gastrointestinal and liver physiology, 309(11), G888–G899. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00414.2014

Janssen, J. A., Hofland, L. J., Strasburger, C. J., van den Dungen, E. S., & Thevis, M. (2016). Potency of Full-Length MGF to Induce Maximal Activation of the IGF-I R Is Similar to Recombinant Human IGF-I at High Equimolar Concentrations. PloS one, 11(3), e0150453. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0150453

Esposito, S., Deventer, K., & Van Eenoo, P. (2012). Characterization and identification of a C-terminal amidated mechano growth factor (MGF) analogue in black market products. Rapid communications in mass spectrometry : RCM, 26(6), 686–692. https://doi.org/10.1002/rcm.6144

Dai, Z., Wu, F., Yeung, E. W., & Li, Y. (2010). IGF-IEc expression, regulation and biological function in different tissues. Growth hormone & IGF research : official journal of the Growth Hormone Research Society and the International IGF Research Society, 20(4), 275–281. https://doi.org/10.1016/j.ghir.2010.03.005

Hameed M, Lange KH, Andersen JL, Schjerling P, Kjaer M, Harridge SD, Goldspink G. The effect of recombinant human growth hormone and resistance training on IGF-I mRNA expression in the muscles of elderly men. J Physiol. 2004 Feb 15;555(Pt 1):231-40. doi: 10.1113/jphysiol.2003.051722. Epub 2003 Oct 17. PMID: 14565994; PMCID: PMC1664832.

Sun KT, Cheung KK, Au SWN, Yeung SS, Yeung EW. Overexpression of Mechano-Growth Factor Modulates Inflammatory Cytokine Expression and Macrophage Resolution in Skeletal Muscle Injury. Front Physiol. 2018 Jul 26;9:999. doi: 10.3389/fphys.2018.00999. PMID: 30140235; PMCID: PMC6094977.

Goldspink G. Research on mechano growth factor: its potential for optimising physical training as well as misuse in doping. Br J Sports Med. 2005 Nov;39(11):787-8; discussion 787-8. doi: 10.1136/bjsm.2004.015826. PMID: 16244184; PMCID: PMC1725070.

Kandalla PK, Goldspink G, Butler-Browne G, Mouly V. Mechano Growth Factor E peptide (MGF-E), derived from an isoform of IGF-1, activates human muscle progenitor cells and induces an increase in their fusion potential at different ages. Mech Ageing Dev. 2011 Apr.

Doroudian G, Pinney J, Ayala P, Los T, Desai TA, Russell B. Sustained delivery of MGF peptide from microrods attracts stem cells and reduces apoptosis of myocytes. Biomed Microdevices. 2014 Oct;16(5):705-15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24908137/

Carpenter V, Matthews K, Devlin G, Stuart S, Jensen J, Conaglen J, Jeanplong F, Goldspink P, Yang SY, Goldspink G, Bass J, McMahon C. Mechano-growth factor reduces loss of cardiac function in acute myocardial infarction. Heart Lung Circ. 2008 Feb;17(1):33-9. doi: 10.1016/j.hlc.2007.04.013. Epub 2007 Jun 19. PMID: 17581790.

Deng M, Zhang B, Wang K, Liu F, Xiao H, Zhao J, Liu P, Li Y, Lin F, Wang Y. Mechano growth factor E peptide promotes osteoblasts proliferation and bone-defect healing in rabbits. Int Orthop. 2011 Jul;35(7):1099-106. doi: 10.1007/s00264-010-1141-2. Epub 2010 Nov 6. PMID: 21057789; PMCID: PMC3167400.

Song Y, Xu K, Yu C, Dong L, Chen P, Lv Y, Chiang MYM, Li L, Liu W, Yang L. The use of mechano growth factor to prevent cartilage degeneration in knee osteoarthritis. J Tissue Eng Regen Med. 2018 Mar;12(3):738-749. doi: 10.1002/term.2493. Epub 2017 Oct 6. PMID: 28599103.

Chen JT, Wang Y, Zhou ZF, Wei KW. [Mechano-growth factor regulated cyclic stretch-induced osteogenic differentiation and MMP-1, MMP-2 expression in human periodontal ligament cells by activating the MEK/ERK1/2 pathway]. Shanghai Kou Qiang Yi Xue. 2019 Feb;28(1):6-12. Chinese. PMID: 31080992.

Tang JJ, Podratz JL, Lange M, Scrable HJ, Jang MH, Windebank AJ. Mechano growth factor, a splice variant of IGF-1, promotes neurogenesis in the aging mouse brain. Mol Brain. 2017 Jul 7;10(1):23. doi: 10.1186/s13041-017-0304-0. PMID: 28683812; PMCID: PMC5501366.

Dluzniewska J, Sarnowska A, Beresewicz M, Johnson I, Srai SK, Ramesh B, Goldspink G, Górecki DC, Zabłocka B. A strong neuroprotective effect of the autonomous C-terminal peptide of IGF-1 Ec (MGF) in brain ischemia. FASEB J. 2005 Nov;19(13):1896-8. doi: 10.1096/fj.05-3786fje. Epub 2005 Sep 6. PMID: 16144956.

Liu X, Zeng Z, Zhao L, Chen P, Xiao W. Impaired Skeletal Muscle Regeneration Induced by Macrophage Depletion Could Be Partly Ameliorated by MGF Injection. Front Physiol. 2019 May 17;10:601. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31164836/

Alle bestellingen worden dezelfde dag verzonden indien geplaatst vóór 12:00 PST.

Dit product is uitsluitend bedoeld voor onderzoeks-/laboratoriumgebruik. Menselijk of dierlijk gebruik en/of consumptie is wettelijk strikt verboden. Alleen gekwalificeerde en erkende professionals mogen deze producten hanteren. Alle informatie gevonden op Biotech Peptides is uitsluitend bedoeld voor educatieve doeleinden. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer details.

Dr. Usman

Dr. Usman (BSc, MBBS, MaRCP) voltooide zijn studie geneeskunde aan het Royal College of Physicians in Londen. Hij is een gepassioneerd onderzoeker met meer dan 30 publicaties in internationaal erkende peer-reviewed tijdschriften. Dr. Usman heeft gewerkt als onderzoeker en medisch consultant voor gerenommeerde farmaceutische bedrijven zoals Johnson & Johnson en Sanofi.