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生长激素铁三角:GH、IGF-1及IGFBP-3

时间:2025-04-29 09:26:02
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生长激素铁三角:GH、IGF-1及IGFBP-3

生长激素(GH)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)及胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP-3)构成GH-IGF轴的核心,共同调控生长发育、代谢及细胞功能。

GH-IGF轴

GH-IGF轴是调控人体生长、代谢及组织修复的核心内分泌系统,由生长激素(GH)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)及其结合蛋白(如IGFBP-3)构成。GH由垂体前叶分泌,受下丘脑生长激素释放激素(GHRH)和生长抑素的双向调控,呈脉冲式释放(夜间深睡眠期分泌量占全天70%以上)。GH通过结合肝细胞膜上的GHR受体,激活JAK2-STAT5信号通路,刺激IGF-1的合成与分泌。IGF-1作为GH的下游效应分子,通过与IGFBP-3结合形成三元复合物(IGF-1-IGFBP-3-ALS),延长其循环半衰期,并将IGF-1靶向运输至骨骺软骨、肌肉等组织,介导GH的促生长作用。

GH-IGF轴在代谢、骨骼健康、肌肉耐力、炎症反应、衰老相关变化以及肿瘤发生等多个生理病理过程中发挥着关键作用。

图 GH / IGF-1轴相互作用

 

GH、IGF-1以及IGFBP-3在GH-IGF轴中相互作用,形成复杂的上下游关系,但它们各自也具有独特的功能效应。

GH

生长激素(Growth Hormone, GH)是由脑垂体前叶的生长激素细胞合成并分泌的肽类激素,由191个氨基酸构成的单链多肽。GH的分泌受下丘脑GHRH(生长激素释放激素)与生长抑素的双向调控,呈脉冲式释放,夜间深睡眠期分泌量占全天70%以上,青少年期分泌量最高,成年后逐渐下降。其核心功能包括促进骨骼线性生长、蛋白质合成及脂肪代谢:通过刺激肝脏生成胰岛素样生长因子-1(IGF-1),间接激活骨骺软骨细胞增殖,驱动儿童期身高增长;同时拮抗胰岛素作用升高血糖,促进脂肪分解供能,并增强肌肉组织对氨基酸的摄取。

GH缺乏可导致儿童垂体性侏儒症,表现为身高低于P3百分位、骨龄延迟及代谢异常,而分泌过量则引发巨人症或肢端肥大症,伴随心血管并发症风险增加。临床通过药物激发试验(如胰岛素低血糖试验)评估GH分泌功能。治疗方面,重组人生长激素(rhGH)被广泛应用于儿童GHD、特发性矮小症及成人GHD,需长期监测IGF-1水平以优化剂量,避免骨骼过度生长或代谢副作用。

IGF-1

胰岛素样生长因子-1(IGF-1)是一种由70个氨基酸组成的单链多肽,其分子结构与胰岛素前体高度相似(约50%序列同源性)。IGF-1主要由肝细胞合成,但也可由骨骼肌、软骨、脂肪组织等局部分泌,通过内分泌、自分泌及旁分泌机制发挥作用。其分泌受生长激素(GH)的严格调控:GH与肝细胞膜上的GHR受体结合后,激活JAK2-STAT5信号通路,显著提升IGF-1基因转录效率,使循环中IGF-1水平在数分钟内升高。IGF-1的半衰期约为16-24小时,约90%与IGFBP-3结合形成三元复合物(IGF-1-IGFBP-3-ALS),极大延长其稳定性并调节其生物利用度。

IGF-1的异常表达与多种疾病密切相关。IGF-1通过激活Ras-MEK和PI3K-Akt通路促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡,并与放疗耐药性相关。治疗方面,重组人IGF-1(rhIGF-1)已用于Laron综合征等IGF-1缺乏症,并探索其在糖尿病肾病、肝纤维化中的应用。

IGFBP-3

胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)是IGF结合蛋白家族中含量最丰富的成员,由264个氨基酸组成,分子量约29 kDa,其结构包含高度保守的N端和C端半胱氨酸富集结构域,负责与IGF-1/IGF-2高亲和力结合,并通过酸不稳定亚基(ALS)形成三元复合物,延长IGF的循环半衰期。IGFBP-3主要由肝细胞合成,受生长激素(GH)调控,其分泌呈脉冲式,但血液浓度稳定,无显著昼夜波动,可作为评估GH分泌状态的间接指标。

IGFBP-3在胰腺癌、结直肠癌等恶性肿瘤中高表达,其通过抑制IGF信号促进脂肪分解并抑制脂质生成,导致癌症相关恶病质的脂质丢失,且血清水平升高与患者生存率降低及转移风险增加相关;此外,IGFBP-3水平异常还与生长激素缺乏症(低下提示GH分泌不足)、糖尿病(胰岛素抵抗患者常伴IGFBP-3降低)、心血管疾病(低水平与动脉粥样硬化风险相关)及自身免疫性疾病(如类风湿性关节炎滑液中IGFBP-3升高)密切相关。

在临床上,生长激素三项检测是评估儿童生长发育障碍、指导治疗及监测疗效的核心工具。综合检测GH的分泌活性、IGF-1的直接效应及IGFBP-3的稳定性,为儿童矮小症、GHD及治疗监测提供了全面依据。其临床价值不仅在于精准诊断,更在于优化治疗方案、降低治疗风险,是内分泌疾病管理的重要工具。

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DOI: 10.1155/2016/8737589

DOI: 10.1530/EC-18-0099

DOI: 10.1186/1756-8722-4-30

 

名称 货号 规格
生长激素释放肽 abs45130800-0.5mg 0.5mg
小鼠促生长激素神经肽 abs45132136-5mg 5mg
IGF-I Protein, Rat UA040109-1mg 1mg
IGF-I Protein, Bovine UA040078-1mg 1mg