軟骨無形成症の患者集団と疾患特異的iPS細胞による肥満とインスリン抵抗性の検討

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07877
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 北岡 太一 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20599229)
• 研究分担者: 木村 武司 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (50774402)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 軟骨無形成症 / 体脂肪率 / 肥満診断基準 / DEXA法

研究実績の概要

軟骨無形成症 (achondroplasia: ACH) は四肢短縮と著明な低身長を呈しており、生活の上で問題となる疾患関連合併症が多い。肥満はその一つであるとともに他の合併症の増悪因子でもある。ACHの小児において適正な体重を維持することは、成人期のメタボリックシンドロームのリスクを減らすとともにQOLの改善につながると考える。本研究では、ACHにおける肥満とインスリン抵抗性の問題点を明らかにするために、患者コホートおよび疾患特異的iPS細胞による検討を行うことを目的とする。
健常小児では、肥満の評価として性別年齢別の体重やBMI (body mass index) を用いるが、ACHでは、著明な低身長のため健常児よりもBMIが高値であり、健常児のBMIを利用すると肥満を過大評価する可能性がある。したがって、ACH小児の体重管理のためには、ACH小児に対する適正な肥満評価基準が必要と考える。そこで、精度の高い体脂肪測定法であるDEXA (dual energy X-ray absorptiometry) 法によりACH小児の体脂肪率(%BF)を測定し、身体計測（身長、体重、腹囲、臀囲）から求めたBMI、肥満度、腹囲/身長比(W/H)、腹囲/臀囲比(W/hip)、臀囲/身長比(hip/H)と比較し、肥満の診断基準に対応する各指標と%BFの相関を検討した。ACH小児ではW/H, hip/Hが%BFと関係している事が示唆されたが、一方で、肥満度、W/hipは肥満を過大評価するため、ACH小児における肥満の評価には適さないことが明らかとなった。今後はさらにインスリン抵抗性およびメタボリックシンドロームの評価を検討していく。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の一つの柱である軟骨無形成症(ACH)の肥満判定基準となる体格指数を導き出すための検討を進めた。ACH症例24例に対して、DEXA(dual energy X-ray absorptiometry)法による体脂肪率(%BF)を測定し、身体計測的なパラメーターによる肥満の指標の有用性について検討した。身体計測（身長、体重、腹囲、臀囲）からBMI、肥満度、腹囲/身長比(W/H)、腹囲/臀囲比(W/hip)、臀囲/身長比(hip/H)を求め、肥満の診断基準に該当するかを検討した。さらに各指標と%BFの相関を検討した。結果としては、肥満の基準を満たした割合は、%BFは男25.0%, 女21.4%。身体計測的なパラメーターとして、肥満度では男 94.0%, 女92.3%、BMI(SD)では、男25.0%, 女子21.4%、BMI(%)では、男53.0%, 女35.7%、W/Hでは男 81.8%, 女子 71.4％であり、BMI(SD)以外で肥満と判定される比率が高かった。また、男女共に%BFと有意な相関を示したパラメーターは、W/H (男 r=0.746, p=0.013, 女r=0.857, p=0.003)、hip/H (男 r=0.857, p=0.003, 女 r=0.944, p=0.001)であり、BMI-SD、BMI percentileは女児のみ有意な相関を認めた。一方、肥満度、W/hipは有意な相関は示さなかった。ACH小児ではW/H, hip/Hが%BFと関係している事が示唆された。一方、肥満度、W/hipは肥満を過大評価するため、ACH症例では肥満の評価に適さないことが示された。さらに症例数を増やして検討するとともに、インスリン抵抗性およびメタボリックシンドロームの評価についての検討を行う。そのための症例の集積およびデータ収集は順調に進展している。

今後の研究の推進方策

軟骨無形成症(ACH)小児のインスリン抵抗性およびメタボリックシンドロームの評価に関しての検討を進める。インスリン抵抗性は、空腹時の血中インスリンおよびグルコース濃度よりHOMA-IRを算出し、インスリン抵抗性を示す症例の頻度、肥満度、BMIを検討する。さらに、腹囲、総コレステロール値、HDLコレステロール値、LDLコレステロール値、尿酸値、HbA1c、血圧を評価し、メタボリックシンドロームの診断基準を満たす症例の有無を検討する。これらに関しては現在データ収集を進めており、症例数も蓄積されてきている。
また、ACH特異的iPS細胞由来の脂肪細胞を用いて、FGFR3異常が脂肪細胞に及ぼす影響を検証するために、iPS細胞から間葉系幹細胞を介して脂肪細胞へ分化させる実験を進めていく。現在、凍結保存していたACH特異的iPS細胞を脂肪細胞分化プロトコール用に調整を行なっている。調整できたACH特異的iPS細胞にプロトコールを用いて間葉系幹細胞を経て脂肪細胞へ分化させ、その過程におけるFGFR3や脂肪細胞マーカー遺伝子の発現を検討する予定である。成熟脂肪細胞が分泌するアディポサイトカイン（アディポネクチン、レプチン）および関連物質（遊離脂肪酸、TNF-α、IL-６、PAI-1など）を測定し、併せてインスリン刺激による糖取り込み能を評価することでインスリン感受性に影響する因子の有無を調べることとしている。さらにIGF-1存在下での各因子の変化を検討し、ACHにおけるインスリン抵抗性の有無および成長ホルモン治療によるインスリン感受性の変化についての検証を進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

当該年度は凍結保存していたACH特異的iPS細胞の調整のための消耗備品に対する支出が主体となったが、次年度以降も脂肪細胞分化プロトコールを用いたiPS細胞の脂肪細胞分化実験を継続していく必要があり、特に次年度は、遺伝子発現、アディポサイトカインおよび関連物質の測定等の分子生物学的実験の段階に進んでいくため、次年度使用分を併せて使用していく必要がある。

研究成果

• [学会発表] 軟骨無形成症、軟骨低形成症における肥満の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中野 由佳子、北岡 太一、宮田 京、山本 賢一、武鑓 真司、山本 景子、中山 尋文、大幡 泰久、窪田 拓生、大薗 恵一
  • 学会等名: 第52回日本小児内分泌学会学術集会
• [学会発表] Assessment of obesity in children with Achondroplasia and Hypochondroplasia (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukako Nakano, Taichi Kitaoka, Kei Miyata, Kenichi Yamamoto, Shinji Takeyari, Hirofumi Nakayama, Yasuhisa Ohata, Takuo Kubota, Keiichi Ozono
  • 学会等名: The 57th Anuual Meething of the European Society for Paediatric Endocrinology
  • 国際学会