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探究高齡族群糖尿病與肌少症關聯性

高齢者の糖尿病とサルコペニアの関連性を探る
專題文章 ( 特集記事 )
學校(学校) | 東海大學(東海大学) 作者(著者) | 吳旻寰(呉旻寰)
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大學社會責任計畫結合社區高齡長者照護一直是東海大學致力的方向,有別過去社區健康促進的活動帶領,東海大學更進一步透過青銀行動智慧車收集長者的生理大數據資料庫,在老齡社會中糖尿病和肌肉骨骼疾病的發病率每年都在增加,由於生理老化及基礎代謝的衰退,導致骨骼肌肉量流失與體脂肪增加,這種情況被稱為肥胖型肌少症(SO);研究結果發現高齡長輩身體質量與代謝性疾病有關連性,因此,開啟與台中榮民總醫院針對高齡長者代謝症候群與肥胖型肌少症關聯性的研究案。

大学の社会的責任プロジェクトと地域における高齢者のケアとの融合は、東海大学が長年にわたり注力し続けている方向性の一つである。すでに行われているような地域における健康促進活動の牽引とは異なり、東海大学はさらに一歩進んで「青銀行動知恵車」を通して高齢者の生理機能に関するビッグデータの収集を行っており、高齢化社会における糖尿病や筋疾病および骨格疾病の発症率は年々増加傾向にある。生理機能の衰退や基礎代謝の低下によって骨格筋量の減少や体脂肪の増加が引き起こされる状態はサルコペニア肥満(SO)と呼ばれており、研究の結果、高齢者のボディマス指数と代謝性疾患との間に関連のあることが明らかとなった。そこで、台中栄民総医院と連携して高齢者のメタボリックシンドロームとサルコペニア肥満との関連性についての研究を行った。

過去研究發現肌少症的好發率與代謝紊亂(如第二型糖尿病,Type 2 diabetes, T2DM)有關,T2DM的特點是胰島素抵抗、晚期糖化終產物(AGEs)增加、促發炎反應加劇,導致微血管和大血管併發症,因此,高血糖誘發肌少症的機制是否與循環系統調節有關至今沒有明確的定義。本次透過USR計畫結合東海大學與台中榮民總醫院的研究團隊,在研究過程中,我們招募了157名55歲以上的2型糖尿病患者,收集血液指標如,血管收縮因子內皮素Endothelin-1, ET-1、 糖化血色素HbA1c、肌酐酸Creatinine及身體骨骼肌肉量指標AMS/ht2的關係,通過西方墨點法Western blot和qPCR檢測來檢驗ET-1如何調節肌肉與脂肪細胞的發炎反應,並利用XF海馬技術(xf seahorse technology),測定脂肪細胞的線粒體生物能量。研究結果發現血液指標中ET-1與HbA1c、肌酐水準和病程呈正相關,而與AMS/ht2呈負相關,這顯示隨著高血糖越嚴重骨骼肌肉損傷以及血管代謝因子都會加劇,且誘導肌肉細胞釋放發炎因子,如腫瘤壞死因數-α(TNF-α)和白細胞介素(IL-1)表達,這些結果將降低脂肪細胞的能量代謝,最終導致肌肉細胞損傷以及脂肪細胞發炎的結果,這些發現首次提供糖尿病造成肥胖型肌少症一個明確的致病機轉。並且發現微核糖核酸(miRNAs)miR-let-7g-5p可以作為潛在的生物標誌物,在骨骼肌肉的表達量上會受到ET-1的抑制導致發炎因子的釋出,未來可以做為藥物開發或是臨床前期檢測的指標。

過去の研究において、サルコペニアの発生率と代謝異常(例:2型糖尿病,Type 2 diabetes, T2DM)に関連があることが確認されている。T2DMの特長はインスリン抵抗性抗、終末糖化物質(AGEs)の増加、炎症誘発正反応の激化であり、これらによって毛細血管と大血管の合併症が引き起こされる。そのため、高血糖がサルコペニアを誘発する仕組みに循環器系調整が関与しているのか否かについては、未だ明確な定義が定まっていない。今回はUSRプロジェクトを通して東海大学と台中栄民総医院の研究チームが連携して研究を行い、55歳以上の2型糖尿病患者を157名集めて血中エンドセリン1(Endothelin-1, ET-1)・ 糖化ヘモグロビン(HbA1c)・クレアチニン(Creatinine)および骨格筋量AMS/ht2の関係といった血液に関するデータを収集し、ウェスタンブロット法とqPCR検査を用いてET-1が筋肉と脂肪細胞の炎症反応を調節しているのかを調べるとともに、Seahorse XF 技術を用いて脂肪細胞のミトコンドリア生体エネルギーを測定した。研究の結果、血液データ中のET-1がHbA1c・クレアチニン値・疾患期間と正の相関関係を示し、AMS/ht2と負の相関関係を示した。これは、高血糖が進行するにつれて骨格筋の損傷と血管代謝危険因子がともに悪化し、しかも筋肉細胞の炎症性因子の分泌を引き起こすことを示している。例えば主要壊死因子-α(TNF-α)とインターロイキン-1(IL-1)について見ると、これらは脂肪細胞のエネルギー代謝を下げ、最後には筋肉細胞の損傷と脂肪細胞の炎症を引き起こすことがわかった。これにより、糖尿病がサルコペニア肥満を引き起こす1つの明確な病因メカニズムであることが初めて示された。また、マイクロRNAs(miRNAs)miR-let-7g-5pを潜在的なバイオマーカーとして使用できること、骨格筋がET-1の抑制を受けて炎症性因子を分泌することを、今後薬の開発や前臨床試験の指標として用いることが可能であるとわかった。

我們將這些珍貴的數據整理並發表在國際期刊高齡學期刊Aging (Tsai, Huang, Lee, Chen, & Wu, 2022),提供高齡醫學領域一個新的機制,也是經營大學社會責任USR從學術環境出發結合社區服務,再創造學術價值並回饋給高齡領域醫學新知難得的經驗,也是東海大學一直致力的學術創新社區再造,開放式養生村的核心架構。

我々はこれらの貴重なデータをまとめて世界的な老年学ジャーナル『Aging』 (Tsai, Huang, Lee, Chen, & Wu, 2022)上で発表し、老年医学の分野に1つの新しいメカニズムを提供するとともに、大学の社会的責任USRを実践して学術を地域に役立て、学術的価値を創出して老年医学の分野に貴重な新しい知識や貴重な経験を還元した。また、これは東海大学が長年力を注いでいる学術のイノベーション、地域コミュニティの再構築であり、「開放型養生村」の中核を成すものである。

※參考文獻
Tsai, C. H., Huang, P. J., Lee, I. T., Chen, C. M., & Wu, M. H. (2022). Endothelin-1-mediated miR-let-7g-5p triggers interlukin-6 and TNF-alpha to cause myopathy and chronic adipose inflammation in elderly patients with diabetes mellitus. Aging (Albany NY), 14(8), 3633-3651. doi:10.18632/aging.204034

※参考文献
Tsai, C. H., Huang, P. J., Lee, I. T., Chen, C. M., & Wu, M. H. (2022). Endothelin-1-mediated miR-let-7g-5p triggers interlukin-6 and TNF-alpha to cause myopathy and chronic adipose inflammation in elderly patients with diabetes mellitus. Aging (Albany NY), 14(8), 3633-3651. doi:10.18632/aging.204034

圖:圖一、東海大學青銀行動智慧車檢測高齡長輩範例
圖:図1. 東海大学「青銀行動知恵車」による高齢者生理機能測定の例
圖:圖二、東海大學青銀行動智慧車進入社區服務
圖:図2. 東海大学「青銀行動知恵車」の地域における社会貢献活動
圖:圖三、糖尿病罹病時間、糖化血色素HbA1c、內皮素ET-1、肌酐酸Creatinine與骨骼肌肉流失量的關聯性
圖:図3. 糖尿病罹患期間・糖化ヘモグロビン(HbA1c)・エンドセリン(ET-1)・クレアチニン(Creatinine)と骨格筋量の低下の関係
圖:圖四、骨骼肌肉流失與脂肪細胞能量失衡的機制
圖:図4. 骨格筋量の低下と脂肪細胞エネルギーバランス破綻のメカニズム
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