Fatty pancreas and diabetes mellitus: interaction with pancreas volume, liver fat, muscle fat, and visceral fat

• Project/Area Number: 22K15685
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山崎 大 京都大学, 医学研究科, 特定講師 (90836032)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 膵脂肪 / 脂肪膵 / 膵脂肪沈着 / 肝脂肪 / 筋脂肪 / 内臓脂肪 / 脂肪分布 / 糖尿病 / 異所性脂肪 / 膵体積 / 脂肪筋 / 脂肪肝

Outline of Research at the Start

膵臓への脂肪蓄積である脂肪膵は、遺伝的糖尿病リスクの高い集団や非肥満者で、インスリン分泌低下や糖尿病と関連する。しかし、どのような体内環境下で脂肪膵が糖尿病を惹起するのかは不明である。脂肪膵が糖尿病を中心とする生活習慣病の危険因子となる体内環境を、人種差も含めて明らかにすることを目的とする。
CT画像で測定した膵体積や膵・肝・筋肉・内臓脂肪のデータと、一般健診のデータを突合したケースコホート研究を行う。膵体積・膵脂肪と糖尿病の関連を解析する。さらに、膵・肝・筋肉・内臓脂肪の脂肪蓄積を機械学習でパターン化し、糖尿病との関連を検討する。また欧州のMRIデータを用いて、異なる人種における検証も行う。

Outline of Annual Research Achievements

本年度、膵脂肪・肝脂肪・筋脂肪・内臓脂肪における脂肪分布パターンの同定と、その特徴の違いを、日本とドイツのデータで明らかにし、その結果を米国糖尿病学会で口頭発表するとともに、英文誌(Yamazaki et al. Diabetes 2022)に報告した。
本研究では、日本の1健診施設でCT検診を受診した658名と、6年の追跡期間中に糖尿病を発症した146名を対象としたケースコホート研究を行った。ドイツでは、Tuebingen Diabetes Family Studyに参加した319名を対象とした横断研究を行った。日本ではCT、ドイツではMRIを用いて膵脂肪・肝脂肪・筋脂肪・内臓脂肪を測定し、クラスター解析を行い、脂肪分布パターンを同定した。日本では２型糖尿病発症をアウトカムとし、ドイツでは75gブドウ糖負荷試験の結果をもとに、インスリン感受性・インスリン分泌能を評価した。
クラスター解析の結果、肝脂肪優位型・膵脂肪優位型・筋脂肪優位型・非脂肪蓄積型の４つの脂肪分布パターンが日本とドイツの両国で確認された。非脂肪蓄積型と比較した２型糖尿病発症のハザード比(95%信頼区間)は、肝脂肪優位型で4.02 (2.27-7.12)、膵脂肪優位型で3.38 (1.65-6.91)、筋脂肪優位型で1.95 (1.07-3.54)であった。インスリン感受性は肝脂肪優位型で最も低く、インスリン分泌能は膵脂肪優位型で特に低かった。
本研究では２型糖尿病リスクが異なる４つの脂肪分布パターンを同定するとともに、その脂肪分布パターンによってインスリン感受性とインスリン分泌能にも違いがあることがわかった。各臓器の脂肪蓄積を複合的に評価することの重要性を示した本研究結果は、２型糖尿病の予防や治療に関する個別化医療の基礎を与えるものである。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度、日本とドイツにて、他部位の脂肪（肝脂肪・筋脂肪・内臓脂肪）を考慮した膵脂肪の２型糖尿病に対する影響を、「脂肪分布パターンと２型糖尿病」として論文化し、本研究の主目的の一つを達成できたことは、大きな進歩であったと考える。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定通り、膵体積を考慮した膵脂肪と糖尿病の関連についても、日本のCTデータと欧州のMRIデータを用いて解析する。また本研究のアウトカムである生活習慣病の一つとして、膵臓癌にも着目し、膵脂肪との関連を検討するとともに、他の生活習慣病についても広く評価する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Tubingen/Heinrich-Heine-University Dusseldorf/University of Ulm(ドイツ)
• [Journal Article] Fat Distribution Patterns and Future Type 2 Diabetes (2022)
  • Author(s): Yamazaki Hajime、Tauchi Shinichi、Machann Jurgen、Haueise Tobias、Yamamoto Yosuke、Dohke Mitsuru、Hanawa Nagisa、Kodama Yoshihisa、Katanuma Akio、Stefan Norbert、Fritsche Andreas、Birkenfeld Andreas L.、Wagner Robert、Heni Martin
  • Journal Title: Diabetes Volume: 71 Issue: 9 Pages: 1937-1945
  • DOI: 10.2337/db22-0315
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Fat Distribution Patterns Predict Type 2 Diabetes Risk and Provide Insights into Prediabetic Metabolism (2022)
  • Author(s): Yamazaki Hajime、Tauchi Shinichi、Machann Jurgen、Haueise Tobias、Yamamoto Yosuke、Dohke Mitsuru、Hanawa Nagisa、Kodama Yoshihisa、Katanuma Akio、Stefan Norbert、Fritsche Andreas、Birkenfeld Andreas L.、Wagner Robert、Heni Martin
  • Organizer: the 82nd Scientific Sessions of the American Diabetes Association
  • Int'l Joint Research