糖尿病モデルラットにおける運動療法とVitamin Dの骨・骨格筋に対する作用

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10920
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 本郷 道生 秋田大学, 医学部附属病院, 講師 (50375250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮腰 尚久 秋田大学, 医学系研究科, 准教授 (90302273) ; 粕川 雄司 秋田大学, 医学部附属病院, 講師 (60375285)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: bone density / diabetes mellitus / skeletal muscle / biomarker / animals / gene expression

Outline of Annual Research Achievements

続発性骨粗鬆症の原因である糖尿病の治療におけるビタミンD製剤のエビデンスは少ない．また運動療法は糖尿病・骨粗鬆症両疾患の治療において重要であり，今回これらの血糖値，骨密度，筋に対する治療効果を動物モデルで検討した．
【方法】20週齢雄の糖尿病ratを用い，alfacarcidolを投与したA群，トレッドミルによる運動療法を行ったE群，両者を併用したAE群，vehicle投与のみを行ったC群の4群を設定した．2週，6週間介入後のそれぞれにおける血糖値と大腿骨骨密度，前脛骨筋の筋線維断面積（CSA），筋同化遺伝子，筋異化遺伝子を測定した．
【結果】＜2週群＞血糖値・骨密度は群間に有意差はなかった．CSAはC群に比べA群 ，E群，AE群で有意に大きく，またAE群でA群，E群と比べ有意に大きかった．同化遺伝子について，AE群でのMyoDの発現量はC群より有意に高かった．また異化遺伝子について，A群でのAtrogin-1、E群とAE群でのMuRF-1の発現量は、C群より有意に低かった．＜6週群＞血糖値はC群に比べE群，AE群で有意に低値だった．骨密度は，C群とE群に比べA群とAE群で有意に高かった．CSAは A群，E群，AE群 がC群に比べ有意に大きかった．同化遺伝子に関して，群間に有意差はなく，異化遺伝子に関して，AE群のREDD-1，A群とAE群のAtrogin-1の発現量は、C群に比べ有意に低かった．
【考察】Alfacarcidolと運動療法の併用療法は，筋同化遺伝子の増加と異化遺伝子の抑制により早期から筋萎縮を改善した．また長期に行うことで，血糖値改善・骨密度増加効果に加え，継続した異化遺伝子の抑制により筋萎縮を改善した．
以上の結果については平成29年度に国内及び国際学会にて発表しており，今年度に英文論文を投稿しPLos One誌に受理された．

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究計画に基づいて，実験を終了し，学会発表及び第一報の論文投稿ができた．

Strategy for Future Research Activity

研究結果に基づいて，英文論文を一報投稿してpublishされたが，得られたデータから更なる学会発表，論文投稿を行う予定である．

Causes of Carryover

実験は終了し，今後学会発表，及び論文投稿費用に充てるため．

Research Products

• [Journal Article] Effects of activated vitamin D, alfacalcidol, and low-intensity aerobic exercise on osteopenia and muscle atrophy in type 2 diabetes mellitus model rats. (2018)
  • Author(s): Akagawa M, Miyakoshi N, Kasukawa Y, Ono Y, Yuasa Y, Nagahata I, Sato C, Tsuchie H, Nagasawa H, Hongo M, Shimada Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Pages: e0204857
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0204857. eCollection 2018.
  • Peer Reviewed / Open Access