高齢化社会におけるGDF-15を規定する因子の解明とサルコペニアの予防法の開発

• Project/Area Number: 20K11259
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Kanagawa University of Human Services
• Principal Investigator: 福田 平 神奈川県立保健福祉大学, 保健福祉学部, 准教授 (10648116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 敏明 獨協医科大学, 医学部, 特任教授 (50227790) ; 松本 晃裕 十文字学園女子大学, 人間生活学部, 教授 (70323574)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: sarcopenia / biomarker / GDF-15 / healthy older females / hemoglobin / renal function / 地域在住高齢者 / サイトカイン / サルコペニア / 多変量解析

Outline of Research at the Start

高齢化社会において、自立した生活をするためサルコペニア予防が課題である。高齢者ではプレサルコペニアの状態の骨格筋量減少がかなりみられ、サルコペニア予防には骨格筋量測定が必要であるが、時間を要し、プレサルコペニアを推定できるバイオマーカーが望まれる。
本研究では、まず地域在住高齢者と心疾患患者において、骨格筋量、栄養指標などを含む多変量解析を行い、GDF-15を規定する因子を調べる。次に地域在住高齢者群と、地域在住高齢者と心疾患患者を合わせた群各々において、血清GDF-15などのサイトカインを指標にしたプレサルコペニアを推定するためのROC曲線を求め、検討する。

Outline of Annual Research Achievements

超高齢社会を迎えた現在では、サルコペニアの合併は、死亡のリスクを増加させ、自立した生活をするため、サルコペニア予防が重要な健康問題となっている。更に、高齢者ではプレサルコペニアの状態の骨格筋量減少がかなりみられ、サルコペニア予防には骨格筋量測定が必要であるが、時間を要し、プレサルコペニアを推定できるバイオマーカーが望まれる。
心臓血管手術を受ける患者に対して、血清GDF-15、エンドセリン（ET）-1値、および術中因子と急性腎障害を含む短期手術リスク間の関連を調べた。その結果、心肺バイパス（CPB）時間のような術前因子のみならず術前のGDF-15、ET-1値が心臓血管手術を受ける患者に対して短期手術リスクを同定するのに役立つ可能性があることが明らかとなった。
また、心臓弁膜症を持つ術後の患者において、加圧トレーニングが大腿四頭筋の筋輝度を改善するかを調べた。トレーニング前と比べトレーニング３か月後に膝伸展力、前大腿筋厚の有意な増加および大腿四頭筋輝度の有意な低下がみられた。加圧トレーニングは骨格筋量の改善だけでなく筋肉の質の指標に対しても有効であることが示唆された。
さらに、心臓血管手術後のサルコペニアを有する患者において在院日数延長の予測因子を同定する研究を行った。サルコペニアは心臓手術後の患者において術後在院日数延長と関連する最も有意な因子であった。加えてサルコペニア、栄養状態の改善およびCPB時間の短縮が心臓血管手術後のサルコペニアを有する患者において在院日数を短縮させる可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

心臓血管手術患者におけるサルコペニア、バイオマーカーの研究が進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

本研究に協力してくれる患者を更に増やしていく。

Research Products

• [Journal Article] Effect of sarcopenia on hospital stay from post cardiac surgery to discharge (2022)
  • Author(s): Shibasaki Ikuko、Ouchi Motoshi、Fukuda Taira、Tsuchiya Go、Ogawa Hironaga、Takei Yusuke、Tezuka Masahiro、Kanazawa Yuta、Katayanagi Satoshi、Nozawa Naohiro、Mizushima Takashi、Toyoda Shigeru、Fukuda Hirotsugu、Nakajima Toshiaki
  • Journal Title: IJC Heart & Vasculature Volume: 39 Pages: 101003-101003
  • DOI: 10.1016/j.ijcha.2022.101003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Preoperative Serum GDF-15, Endothelin-1 Levels, and Intraoperative Factors as Short-Term Operative Risks for Patients Undergoing Cardiovascular Surgery (2021)
  • Author(s): Kato Takashi、Nakajima Toshiaki、Fukuda Taira、Shibasaki Ikuko、Hasegawa Takaaki、Ogata Koji、Ogawa Hironaga、Hirota Shotaro、Ohashi Hirotaka、Saito Shunsuke、Takei Yusuke、Tezuka Masahiro、Seki Masahiro、Kuwata Toshiyuki、Sakuma Masashi、Abe Shichiro、Toyoda Shigeru、Inoue Teruo、Fukuda Hirotsugu
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 10 Pages: 1960-1960
  • DOI: 10.3390/jcm10091960
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] KAATSU training improves the femoris quadriceps muscle brightness in postoperative patients with valvular heart disease (2021)
  • Author(s): Fukuda Taira、Ishizaka Hayato、Mizushima Yuta、Nozawa Naohiro、Ogawa Hironaga、Shibasaki Ikuko、Sato Yoshiaki、Toyoda Shigeru、Fukuda Hirotsugu、Nakajima Toshiaki
  • Journal Title: Int. J. KAATSU Ttaining Res. Volume: 17 Issue: 1 Pages: 7-10
  • DOI: 10.3806/ijktr.17.7
  • ISSN: 1349-4562, 1882-6628
  • Open Access
• [Journal Article] Association of serum growth differentiation factor-15 with eGFR and hemoglobin in healthy older females (2020)
  • Author(s): Yazawa Hiroko、Fukuda Taira、Kaneda Hiroyuki、Waku Ryutaro、Sakuma Masashi、Matsumoto Akihiro、Toyoda Shigeru、Abe Shichiro、Nakamura Fumitaka、Inoue Teruo、Nakajima Toshiaki
  • Journal Title: IJC Heart & Vasculature Volume: 31 Pages: 100651-100651
  • DOI: 10.1016/j.ijcha.2020.100651
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 女性健常高齢者における血清GDF-15濃度とeGFR、ヘモグロビン、サルコペニアとの関連についての検討． (2021)
  • Author(s): 福田平、矢澤寛子、金田宇行、那須野尚久、豊田茂、阿部七郎、井上晃男、中島敏明
  • Organizer: 第27回日本心臓リハビリテーション学会学術集会（2021.6.19-20，幕張Web開催）
• [Presentation] 心大血管疾患手術（TAVI，AVR）女性患者の血中GDF-15濃度と筋機能との関連について：健常高齢者との比較. (2021)
  • Author(s): 福田平、中島敏明、矢澤寛子、廣瀬優、戸倉通彰、那須野尚久、柴崎郁子、福田博嗣、阿部七郎、佐久間理吏、井上晃男、豊田茂
  • Organizer: 第6回日本心臓リハビリテーション学会関東甲信越支部地方会（2021.10.16, Web開催）
• [Presentation] Preoperative Serum Gdf-15, Endothelin-1 Levels, and Intraoperative Factors as Short-Term Operative Risks for Patients Undergoing Cardiovascular Surgery. (2021)
  • Author(s): Takashi Kato, Toshiaki Nakajima, Taira Fukuda, Ikuko Shibasaki, Toshiyuki Kuwata, Shigeru Toyoda, Teruo Inoue, Hirotsugu Fukuda.
  • Organizer: The American Heart Association (November 13-15, 2021 A virtual experience)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Left Atrial Reservoir Strain is an Early Marker of Atrial Fibrosis in Cardiovascular Surgery Patients. (2021)
  • Author(s): Toshiaki Nakajima, Akiko Haruyama, Suguru Hirose, Hiroko Yazawa, Taira Fukuda, Hirohisa Amano, Shu Inami, Syotaro Obi, Takuo Arikawa, Ikuko Shibasaki, Masashi Sakuma, Shichiro Abe, Hirotsugu Fukuda, Teruo Inoue, Shigeru Toyoda.
  • Organizer: The American Heart Association (November 13-15, 2021 A virtual experience)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Left Atrial Reservoir Strain is an Early Marker of Atrial Fibrosis in Cardiovascular Surgery Patients. (2021)
  • Author(s): 中島敏明、春山亜希子、福田平、廣瀬優、矢澤寛子、天野裕久、小尾正太郎、伊波秀、柴崎郁子、有川拓男、佐久間理吏、阿部七郎、福田宏嗣、井上晃男、豊田茂
  • Organizer: 第86回日本循環器学会学術集会（2022.3.11-13, Web開催）
• [Presentation] Association of Serum Adiponectin, Myostatin and Sarcopenia in Cardiovascular Surgery Patients. (2021)
  • Author(s): 西川理壱、中島敏明、福田平、春山亜希子、柴崎郁子、有川拓男、小尾正太郎、天野裕久、佐久間理吏、阿部七郎、福田宏嗣、井上晃男、豊田茂
  • Organizer: 第86回日本循環器学会学術集会（2022.3.11-13, Web開催）
• [Presentation] Association of Serum Growth Differentiation Factor-15 With eGFR, Hemoglobin and Sarcopenia in Healthy Community-dwelling Older Females. (2020)
  • Author(s): Taira Fukuda, Shigeru Toyoda, Shichiro Abe, Teruo Inoue, Toshiaki Nakajima.
  • Organizer: The American Heart Association (November 13-17, 2020 A virtual experience)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 女性健常高齢者および心疾患患者における血清GDF-15濃度とサルコペニアとの関連についての検討. (2020)
  • Author(s): 金田宇行, 福田平, 松本晃裕, 廣瀬優, 柴崎郁子, 小尾正太郎, 豊田茂, 山口すおみ, 天野裕久, 有川拓男, 八木博, 阿部七郎, 福田宏嗣, 井上晃男, 中島敏明
  • Organizer: 第26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会 (2020.7.18-19, Web開催)
• [Presentation] インピーダンス式非侵襲心拍出量計による和温療法中の心拍出量の即時的変化. (2020)
  • Author(s): 石坂勇人, 水嶋優太, 野澤直広, 片柳聡, 松本和久, 高橋玲子, 荒川智江, 半井美幸, 岡野美貴子, 山口すおみ, 豊田茂, 金田宇行, 福田平, 松本晃裕, 井上晃男, 中島敏明
  • Organizer: 第26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会 (2020.7.18-19, Web開催)
• [Presentation] 女性健常高齢者および心疾患患者の血清GDF-15濃度とサルコペニアとの関連について． (2020)
  • Author(s): 矢澤寛子、福田平、金田宇行、春山亜希子、松本晃裕、廣瀬優、豊田茂、井上晃男、中島敏明
  • Organizer: 第57回日本臨床生理学会総会(2020.10.17-18, Web開催)
• [Presentation] Association of Serum Growth Differentiation Factor-15 With eGFR, Hemoglobin and Sarcopenia in Community-dwelling Older Females. (2020)
  • Author(s): 福田平、矢澤寛子、金田宇行、那須野尚久、豊田茂、阿部七郎、井上晃男、中島敏明
  • Organizer: 第85回日本循環器学会学術集会（2021.3.26-28, 横浜Web開催）