Insulin-like growth factor 2

Insulin-like growth factor 2 (IGF-2) gehört zur Gruppe der insulinähnlichen Wachstumsfaktoren. Sie sind an der Regulation von Wachstum und Entwicklung beteiligt, insbesondere während der Embryonalentwicklung.

Das Gen für IGF-2 liegt auf Chromosom 11 (p15,5).

IGF-2 wirkt stark mitogen, antiapoptotisch und wachstumsstimulierend. Diese Effekte werden über die Bindung an den IGF-1-Rezeptor vermittelt. Zusätzlich bindet IGF-2 auch mit geringer Affinität an den Insulinrezeptor sowie an den IGF-2-Rezeptor.

IGF-2 kann von der Leber sezerniert werden und über das Blut endogen seine Wirkung entfalten oder von den Zellen des jeweiligen Gewebes direkt gebildet werden und para- und autokrin wirken.

Insulin-like growth factor binding proteins (IGFBP) können IGF-2 binden und seine Halbwertzeit und Aktivität modifizieren: Gebunden durch ein IGFBP ist IGF-2 inaktiv, es verlängert sich aber seine Halbwertzeit.

Wichtige Funktionen von IGF-2 im Organismus umfassen:

• Embryonalentwicklung: Hier stimuliert IGF-2 allgemein das Wachstum und die Entwicklung des Organismus.
• anabole Funktionen: Wie Insulin stimuliert IGF-2 insbesondere die Glukoseaufnahme in Fett- und Muskelzellen.
• weiblicher Zyklus: Während der Follikulogenese (Reifung der Eizellen) wird IGF-2 von den Thekazellen des Follikels gebildet und stimuliert die Proliferation der Theka- und Granulosazellen. Nach der Ovulation stimuliert IGF-2 die Progesteronsekretion. IGF-2 nimmt somit die Rolle eines Agonisten von FSH und LH ein.
• Gedächtnis: Studien weisen daraufhin, dass IGF-2 eine Rolle für das Gedächtnis spielen könnte, indem es das Überleben von Neuronen verbessert. Zudem scheint IGF-2 die Langzeitpotenzierung, also die Überführung des Gedächtnisinhalts vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis, zu verbessern. Aus diesem Grund könnte IGF-2 für die Behandlung von Alzheimer interessant werden. Der direkte Einsatz von IGF-Präparaten birgt auf Grund der großen Bedeutung von IGF-2 für Krebserkrankungen hohe Risiken; denkbar wäre jedoch eine Stimulation der Rezeptoren für IGF-2 im Hippocampus durch alternative Substanzen.
• Größe, Gewicht: vermutlich hat IGF-2 auch hierauf einen Einfluss.

Wichtig für die intrazelluläre Weiterleitung des Signals sind insbesondere die IRSs (Insulin-Rezeptor-Substrat) und SHCs ("SH containing").

Über die IRS erfolgt die Kopplung an den PI3K/Akt-Signalweg, über die SHC wird die Verbindung zum MAP-Kinase-Signalweg hergestellt. Zusätzlich interagieren die Proteine des PI3K/Akt- und des MAP-Kinase-Signalweges miteinander.

Normalerweise wird durch Imprinting das mütterliche Allel stumm geschaltet und nur das väterliche Allel exprimiert. Bei vielen Erkrankungen ist aber die Methylierung verändert, die für das Imprinting verantwortlich ist und somit die Expression von IGF-2 verändert.

• Beckwith-Wiedemann-Syndrom: Hierbei wird durch eine Hypermethylierung der Effekt des Imprintings aufgehoben. Es resultiert ein Großwuchs, der mit Fehlbildungen und Tumoren assoziiert ist.
• Silver-Russell-Syndrom: Dieser Erkrankung liegt eine Hypomethylierung zu Grunde mit der Konsequenz, dass die Expression von IGF-2 stillgelegt ist. Dies hat einen Minderwuchs zur Folge.
• Krebserkrankungen: Bei vielen Krebserkrankungen wird IGF-2 vermehrt exprimiert, vermutlich wird durch epigenetische Veränderungen das Imprinting aufgehoben ("loss of imprinting", LOI).

Die Rolle von IGF-2 als Tumorinitiator wird kontrovers diskutiert, vermutlich agiert es mehr als Tumorprogressionsfaktor. Krebserkrankungen, bei denen eine Überexpression von IGF-2 beobachtet werden konnte, sind Leber-, Colon-, Lungen-, Hirn-, Brust- und Prostatakrebs, Wilms-Tumor und die Leukämie. Es besteht die Hoffnung, anhand der Expression von IGF-2 das Risiko einzuschätzen, dass der Patient eine dieser Krebserkrankungen entwickelt.