Development of biochemical assessment method for skeletal muscle compensatory capacity in patients with liver cirrhosis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08316
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: Ikegami Tadashi 東京医科大学, 医学部, 教授 (40439740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本多 彰 東京医科大学, 医学部, 教授 (10468639) ; 宮崎 照雄 東京医科大学, 医学部, 准教授 (60532687)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 慢性肝疾患 / 肝硬変 / 骨格筋 / 分枝鎖アミノ酸 / サルコペニア / 胆汁酸

Outline of Final Research Achievements

We focused on 3-hydroxyisobutyrate (3HIB), an intermediate metabolite of valine, one of the BCAAs, as a metabolic marker that can be used to evaluate the catabolic state of branched-chain amino acids (BCAAs) in blood samples, and investigated whether it could be used as a method for quantitatively evaluating metabolic capacity in skeletal muscle using animal models.
We used Cyp2c70/Cyp2a12 double-knockout (DKO) mice, a model of hepatic injury that we developed and in which human-type hydrophobic bile acids are present, to examine muscle atrophy and BCAA metabolism. Compared to the wild type, DKO mice showed significantly decreased skeletal muscle weight and fiber diameter, increased blood 3HIB, and decreased Fisher's ratio.

Free Research Field

肝臓病学、脂質・胆汁酸代謝、タンパク・アミノ酸代謝

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

胆汁酸は様々な疾患との関連が報告されているが、動物モデルを用いた検討を行う場合、ヒトとの胆汁酸組成の種差が問題となり解釈が困難であることをしばしば経験してきた。我々が開発したDKOマウスはこの課題を克服し、ヒトと同様の胆汁酸組成が存在する状況下を作り出すことに成功し、現在様々な疾患モデルへの応用が開始されている。本研究はこのモデルを用いてBCAA代謝を検討している点が独創的であり、本研究はヒト型胆汁酸とサルコペニアの発症に関する新たな研究課題の発想につながった。また、骨格筋代償能の評価法として分岐鎖アミノ酸異化マーカー(3HIB)を用いた臨床研究が可能であることを示すことができた。