Mechanism for prevention of sarcopenia by GLP-1 receptor agonist in type 2 diabetes

• Project/Area Number: 19K11478
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: Kamijo-Ikemori Atsuko 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (80350635)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴垣 有吾 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (70361491) ; 永井 義夫 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (90402718) ; 小倉 裕司 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (90509952)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 2型糖尿病 / GLP-1 / リラグルチド / 骨格筋 / ヒラメ筋 / type 1 筋線維 / ミトコンドリア / サルコペニア / GLP-1受容体 / インクレチンホルモン

Outline of Research at the Start

高齢期の2型糖尿病患者が増加している現在、生活の質を維持するためにも、骨格筋量及び質の維持（サルコペニア予防）は重要な課題である。サルコペニアの抑制には、運動が重要であるが、心血管疾患、整形外科的疾患に罹患している高齢患者も多く、有効な運動量を確保できないのが現状であり、運動量の低下を補うサルコペニア予防法の確立が急務である。骨格筋の質は、ミトコンドリア機能の程度に依存し、インクレチンホルモンが、骨格筋のミトコンドリア機能の維持に関与する可能性がある。そこで、本研究では、２型糖尿病モデル動物を使用し、インクレチンホルモンによるサルコペニア予防効果の有無を検討する。

Outline of Final Research Achievements

In an aging society, it is acutely necessary to prevent onset and progression of sarcopenia, which is defined as decreased muscle power and loss of muscle mass, to extend “healthy life expectancy”in type 2 diabetes with greater risk for sarcopenia. This study investigated the effect of liraglutide, a glucagon-like peptide-1 receptor (GLP-1R) agonist, on skeletal muscle (soleus muscle) in rats with type 2 diabetes complicated by obesity and sarcopenia (SDT fatty rat).As a result, GLP-1R agonist increased mitochondrial content in soleus muscle. GLP-1R agonist might participate in the retention of muscle quality by maintaining mitochondrial content soleus muscle in type 2 diabetes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

サルコペニア肥満2型糖尿病モデル動物を使用し、糖尿病治療薬であるGLP-1受容体作動薬（リラグルチド）が、遅筋のミトコンドリア量を維持したことを明らかにした。この結果は、GLP-1受容体作動薬が、サルコペニア予防に有効である可能性を示しており、今後、臨床研究により、その効果を検証していく必要がある。また、臨床的には、GLP-1受容体活性化が中枢神経系や消化器系に作用し、食思不振等による骨格筋減少を認める症例が存在することから、骨格筋特異的にGLP-1受容体を活性化させる治療薬の開発も必要と考える。

Research Products

• [Journal Article] Albuminuria and Renal Pathology in Right Heart Failure: Congestive Kidney? (2022)
  • Author(s): Terashita M, Taki Y, Sumi H, Sugaya T, Koike J, Kamijo-Ikemori A, Shibagaki Y, Tominaga N.
  • Journal Title: Kidney Int Rep. Volume: 7 Issue: 3 Pages: 656-657
  • DOI: 10.1016/j.ekir.2022.01.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Endurance Exercise Training-Attenuated Diabetic Kidney Disease with Muscle Weakness in Spontaneously Diabetic Torii Fatty Rats (2022)
  • Author(s): Kotake H, Yamada S, Ogura Y, Watanabe S, Inoue K, Ichikawa D, Sugaya T, Ohata K, Natsuki Y, Hoshino S, Watanabe M, Kimura K, Shibagaki Y, Kamijo-Ikemori A.
  • Journal Title: Kidney Blood Press Res. Volume: 36 Issue: 3 Pages: 203-218
  • DOI: 10.1159/000521464
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of GLP-1 receptor agonist, liraglutide, on muscle in spontaneously diabetic torii fatty rats (2022)
  • Author(s): Yamada S, Ogura Y, Inoue K, Tanabe J, Sugaya T, Ohata K, Nagai Y, Natsuki Y, Hoshino S, Watanabe S, Ichikawa D, Kimura K, Shibagaki Y, Kamijo-Ikemori A.
  • Journal Title: Mol Cell Endocrinol. Volume: 539 Pages: 111472-111472
  • DOI: 10.1016/j.mce.2021.111472
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative and qualitative analyses of urinary L-FABP for predicting acute kidney injury after emergency laparotomy (2022)
  • Author(s): Okuda H, Obata Y, Kamijo-Ikemori A, Inoue S.
  • Journal Title: J Anesth. Volume: 36 Issue: 1 Pages: 38-45
  • DOI: 10.1007/s00540-021-03003-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spontaneous Remission of Thrombospondin Type-1 Domain-Containing-Associated Membranous Nephropathy (2021)
  • Author(s): Watanabe S, Suzuki T, Han W, Nakata M, Koitabashi K, Ichikawa D, Kamijo-Ikemori A, Koike J, Shibagaki Y.
  • Journal Title: Internal Medicine Volume: 60 Issue: 19 Pages: 3125-3128
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.6413-20
  • NAID: 130008095981
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • Year and Date: 2021-10-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical Utility of Urinary Biomarkers for Prediction of Acute Kidney Injury and Chronic Renal Dysfunction After Open Abdominal Aortic Aneurysm Repair (2021)
  • Author(s): Obata Y, Kamijo-Ikemori A, Inoue S.
  • Journal Title: Int J Nephrol Renovasc Dis. Volume: 14 Pages: 371-384
  • DOI: 10.2147/ijnrd.s322916
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Angiotensin II type 1a receptor loss ameliorates chronic tubulointerstitial damage after renal ischemia reperfusion (2021)
  • Author(s): Fujita Y, Ichikawa D, Sugaya T, Ohata K, Tanabe J, Inoue K, Hoshino S, Togo T, Watanabe M, Kimura K, Shibagaki Y, Kamijo-Ikemori A.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 13 Issue: 1 Pages: 982-982
  • DOI: 10.1038/s41598-020-80209-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Renoprotective effect of GLP-1 receptor agonist, liraglutide, in early-phase diabetic kidney disease in spontaneously diabetic Torii fatty rats (2021)
  • Author(s): Yamada S, Tanabe J, Ogura Y, Nagai Y, Sugaya T, Ohata K, Natsuki Y, Ichikawa D, Watanabe S, Inoue K, Hoshino S, Kimura K, Shibagaki Y, Kamijo-Ikemori A.
  • Journal Title: Clin Exp Nephrol Volume: 25 Issue: 4 Pages: 365-375
  • DOI: 10.1007/s10157-020-02007-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oral administration of melatonin contained in drinking water increased bone strength in naturally aged mice (2020)
  • Author(s): Igarashi-Migitaka Junko、Seki Azusa、Ikegame Mika、Honda Masato、Sekiguchi Toshio、Mishima Hiroyuki、Shimizu Nobuaki、Matsubara Hajime、Srivastav Ajai K.、Hirayama Jun、Maruyama Yusuke、Kamijo-Ikemori Atsuko、Hirata Kazuaki、Hattori Atsuhiko、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Acta Histochemica Volume: 122 Issue: 6 Pages: 151596-151596
  • DOI: 10.1016/j.acthis.2020.151596
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Relationship between urinary liver-type fatty acid-binding protein (L-FABP) and sarcopenia in spontaneously diabetic Torii fatty rats. (2020)
  • Author(s): Tanabe J, Ogura Y, Kosaki K, Nagai Y, Sugaya T, Ohata K, Watanabe S, Ichikawa D, Inoue K, Hoshino S, Kimura K, Maeda S, Shibagaki Y, Kamijo-Ikemori A.
  • Journal Title: Journal of Diabetes Research Volume: -
  • NAID: 120007132999
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Incremental short maximal exercise increases urinary liver‐type fatty acid‐binding protein in adults without CKD (2020)
  • Author(s): Kosaki Keisei、Kamijo‐Ikemori Atsuko、Sugaya Takeshi、Kumamoto Shota、Tanahashi Koichiro、Kumagai Hiroshi、Kimura Kenjiro、Shibagaki Yugo、Maeda Seiji
  • Journal Title: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports Volume: 30 Issue: 4 Pages: 709-715
  • DOI: 10.1111/sms.13618
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Possibility of Urinary Liver-Type Fatty Acid-Binding Protein as a Biomarker of Renal Hypoxia in Spontaneously Diabetic Torii Fatty Rats (2019)
  • Author(s): Tanabe Jun、Ogura Yuji、Nakabayashi Mikie、Nagai Yoshio、Watanabe Shiika、Sugaya Takeshi、Ohata Keiichi、Ichikawa Daisuke、Inoue Kazuho、Hoshino Seiko、Kimura Kenjiro、Shibagaki Yugo、Ono Yumie、Kamijo-Ikemori Atsuko
  • Journal Title: Kidney and Blood Pressure Research Volume: 44 Issue: 6 Pages: 1476-1492
  • DOI: 10.1159/000503926
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Renoprotective effects of voluntary running exercise training on aldosterone-induced renal injury in human L-FABP chromosomal transgenic mice (2019)
  • Author(s): Kosaki Keisei、Sugaya Takeshi、Ohata Keiichi、Tanabe Jun、Hoshino Seiko、Inoue Kazuho、Kimura Kenjiro、Maeda Seiji、Shibagaki Yugo、Kamijo-Ikemori Atsuko
  • Journal Title: Hypertension Research Volume: 42 Issue: 10 Pages: 1518-1527
  • DOI: 10.1038/s41440-019-0273-z
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 2型糖尿病における習慣的走運動のサルコペニアおよび腎疾患抑制効果の検証 (2022)
  • Author(s): 小竹徹、山田将平、小倉裕司、渡邉詩香、市川大介、井上一歩、田邉淳、菅谷健、永井義夫、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第１２回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
• [Presentation] アンジオテンシンII受容体（AT1a）活性抑制によるサルコペニア進行抑制の可能性 (2022)
  • Author(s): 高山卓、井上一歩、小倉裕司、星野誠子、市川大介、菅谷健、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第１２回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
• [Presentation] 2型糖尿病における習慣的走運動のサルコペニアおよび腎疾患抑制効果の検証 (2022)
  • Author(s): 小竹徹、山田将平、小倉裕司、渡邉詩香、市川大介、井上一歩、田邉淳、永井義夫、菅谷健、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第34回腎と脂質研究会
• [Presentation] 2型糖尿病における定期的走運動のサルコペニア抑制及び腎保護効果 (2021)
  • Author(s): 小竹徹、山田将平、小倉裕司、渡邉詩香、井上一歩、星野誠子、菅谷健、夏木靖典、大畑敬一、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第32回日本糖尿病性腎症研究会
• [Presentation] 2型糖尿病における定期的走運動のサルコペニア抑制及び腎保護効果の検証 (2021)
  • Author(s): 小竹徹、山田将平、小倉裕司、渡邉詩香、市川大介、田邉淳、永井義夫、菅谷健、大畑敬一、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第64回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] 加齢腎における腎低酸素と尿中L型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)の関連 (2021)
  • Author(s): 藤田陽子、菅谷健、大畑敬一、井上一歩、星野誠子、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第64回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] 2型糖尿病における習慣的走運動のサルコペニアおよび腎疾患抑制効果の検証 (2021)
  • Author(s): 小竹徹、山田将平、小倉裕司、渡邉詩香、市川大介、田邉淳、永井義夫、菅谷健、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第11回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
• [Presentation] 糖尿病性腎臓病を伴う2型糖尿病におけるGLP－１受容体作動薬のサルコペニア抑制効果の検討 (2021)
  • Author(s): 山田将平, 田邉淳, 小倉裕司,菅谷健, 永井義夫, 渡邉詩香, 市川大介, 木村健二郎, 柴垣有吾, 池森敦子
  • Organizer: 第11回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
• [Presentation] 2型糖尿病におけるSGLT2阻害薬の有用性ー腎臓内科医の視点から (2020)
  • Author(s): 池森敦子
  • Organizer: 第３４回川崎多摩地区腎臓高血圧セミナー
  • Invited
• [Presentation] GLP-１受容体作動薬による糖尿病性腎臓病の腎保護効果とサルコペニア抑制効果の検討 (2020)
  • Author(s): 山田将平,田邉淳,小倉裕司,菅谷健,大畑敬一,永井義夫,市川大介,星野誠子,木村健二郎,柴垣有吾,池森敦子
  • Organizer: 第63回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] 腎L型脂肪酸結合蛋白発現(L-FABP)およびAng II受容体(AT1a)欠損は、腎虚血再灌流後の慢性腎障害を抑制する (2020)
  • Author(s): 藤田陽子,菅谷健,大畑敬一,市川大介,井上一歩,星野誠子,木村健二郎,柴垣有吾,池森敦子
  • Organizer: 第63回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] アンジオテンシンII type 1a受容体（AT1a）欠損は、腎虚血再灌流後の慢性腎障害を抑制する (2020)
  • Author(s): 藤田陽子,菅谷健,大畑敬一,市川大介,井上一歩,星野誠子,木村健二郎,柴垣有吾,池森敦子
  • Organizer: 第63回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] Renal expression of L-type fatty acid binding protein in addition to angiotensin II Type 1a receptor loss ameliorates chronic tubulointerstitial damage after renal ischemia reperfusion." (2020)
  • Author(s): Fujita Y, Sugaya T, Ichikawa D, Tanabe J, Kimura K, Shibagaki Y, Ikemori A
  • Organizer: ASN Kidney Week 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Angiotensin II type 1a receptor loss ameliorates chronic tubulointerstitial damage after renal ischemia reperfusion. (2020)
  • Author(s): Fujita Y, Sugaya T, Ichikawa D, Tanabe J, Kimura K, Shibagaki Y, Ikemori A
  • Organizer: ASN Kidney Week 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Renoprotective effect of GLP-1 receptor agonist, liraglutide, in early phase of diabetic kidney disease in spontaneously diabetic tori fatty rats. (2020)
  • Author(s): Yamada S, Tanabe J, Sugaya T, Ichikawa D, Kimura K, Shibagaki Y, Ikemori A
  • Organizer: ASN Kidney Week 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 2型糖尿病モデルラットにおける尿細管間質障害とサルコペニアの関係 (2020)
  • Author(s): 田邉 淳、小倉 裕司、小崎 恵生、永井 義夫、菅谷 健、大畑 敬一、斎藤 直美、井上 一歩、 星野 誠子、木村 健二郎、柴垣 有吾、池森 敦子
  • Organizer: 第10回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
• [Presentation] サルコペニア肥満2型糖尿病における尿細管間質障害とサルコペニアの関連性 (2019)
  • Author(s): 田邉淳、小倉裕司、永井義夫、菅谷健、木村健二郎、柴垣有吾、池森敦子
  • Organizer: 第62回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] Urinary L-FABP reflects the degree of sarcopenia in diabetic kidney disease model. (2019)
  • Author(s): Tanabe J, Sugaya T, Watanabe S, Ichikawa D, Kimura K, Shibagaki Y, Ikemori A.
  • Organizer: ASN Kidney Week 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Urinary L type fatty acid binding protein reflects the degree of renal hypoxia in spontaneously diabetic torii fatty rats. (2019)
  • Author(s): Tanabe J, Sugaya T, Watanabe S, Ichikawa D, Kimura K, Shibagaki Y, Ikemori A.
  • Organizer: ASN Kidney Week 2019
  • Int'l Joint Research
• [Book] 臨床検査データブック 2021-2022 (2021)
  • Author(s): 池森敦子、菅谷健、木村健二郎
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 医学書院
  • ISBN: 9784260042871