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Metabolische Signaturen des Insulin-like growth factor 1 anhand von Metabolom-Untersuchungen in Plasma und Urin

  • Die vorliegende Studie ist die erste, die den breiten Effekt von IGF-I auf den menschlichen Metabolismus abbildet. Es zeigt sich ein facettenreiches Bild aus IGF-I assoziierten Metaboliten in Plasma und Urin, das die vielfältigen biologischen Effekte von IGF-I repräsentiert. Ein besonderer Befund ist die große Diskrepanz zwischen Frauen und Männern in den metabolischen Profilen von IGF-I, die eine Verbindung zu geschlechtsspezifischen Assoziationen zwischen IGF-I und bevölkerungsrelevanten Erkrankungen darstellen könnte. Zudem konnte der Zusammenhang von IGF-I mit dem Lipidstoffwechsel sowie Peptiden und Aminosäuren bestätigt werden. Für einige dieser Assoziationen gibt es nach aktuellem Forschungsstand bereits molekulare zellbiologische Erklärungsansätze. Viele der detektierten Metaboliten lassen sich in den Zusammenhang zu IGF-I assoziierten Erkrankungen einordnen: beispielsweise Betaine und Cortisol mit kardiovaskulären Erkrankungen, Diabetes, Dyslipiämie und dem Metabolischen Syndrom. Bradykinin und einige Fettsäurederivate sowie Cortisol verbinden IGF-I mit inflammatorischen Prozessen, ihre inverse Assoziation mit IGF-I kann unter anderem zur Erklärung des Zusammenhangs mit endothelialen Entzündungsprozessen wie der Atherosklerose beitragen. Für andere Metabolite ergeben sich Assoziationen zu Wachstum und Zelldifferenzierung, darunter Phospholipide sowie Aminosäure- bzw. Peptidabkömmlinge. Unsere Daten bestätigen den vielfältigen Einfluss von IGF-I auf den menschlichen Metabolismus, wie aus vorherigen Experimentalstudien beschrieben. Die vorliegenden Ergebnisse aus relativ gesunden Probanden erlaubt die Identifikation von IGF-I assoziierten Biomarkern. Warum sich nur für einige spezifische Repräsentanten pro Stoffgruppe signifikante Assoziationen ergeben und welche spezifischen molekularen zellbiologischen Prozesse dem zugrunde liegen, kann hier nicht allumfassend beantwortet werden. Zur weiteren Überprüfung der generierten Hypothesen, zur Klärung der genauen pathophysiologischen Auswirkungen von IGF-I auf den Metabolismus und auch zur Findung neuer Diagnose- und Therapiekonzepte für IGF-I assoziierte Erkrankungen, sind weitere unabhängige, interventionelle und experimentelle Studien erforderlich.
  • IGF-1 is known for its various physiological and severe pathophysiological effects on human metabolism; however, underlying molecular mechanisms still remain unsolved. To reveal possible molecular mechanisms mediating these effects, for the first time, we associated serum IGF-1 levels with multifluid untargeted metabolomics data. Plasma/urine samples of 995 nondiabetic participants of the Study of Health in Pomerania were characterized by liquid chromatography coupled mass spectrometry. We revealed a multifaceted image of associated metabolites with large sex differences. We detected for example relations between IGF-1 and steroid hormones, betaine and cortisol, phospholipids, bradykinin and pipecolate. We demonstrated that IGF-1 action on metabolism is tractable, even in healthysubjects. The findings provide a solid basis for further experimental/clinical investigation, eg, searching for inflammatory or cardiovascular disease- or metabolic syndrome associated biomarkers and therapeutic targets.

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Metadaten
Author: Henrike Knacke
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-34348
Title Additional (German):Metabolic fingerprint of Insulin-like growth factor 1 - a Metabolomics study in plasma and urine
Referee:PD Dr. Nele Friedrich, Prof. Dr. Martin Reincke
Advisor:PD Dr. Nele Friedrich
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2019
Date of first Publication:2019/12/17
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2019/11/29
Release Date:2019/12/17
GND Keyword:IGF-I, Metabolomics, SHIP, insulin-like growth factor 1, study of health in pomerania
Pagenumber:58
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit