論文詳細
大学院自然科学研究科
自然科学系
#学位論文
肥満2型糖尿病モデルSDT fattyラットの骨格筋についての病態生理学的解析
- AI解説：
- 日本は高齢化が進んでおり、65歳以上の高齢者が人口の1/4以上を占めています。高齢者が増えることで、筋力が低下しやすい「
サルコペニア ( 年を取ることで筋肉が減少し、筋力が低下する病気のことです。)
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大学院自然科学研究科
自然科学系
#学位論文
肥満2型糖尿病モデルSDT fattyラットの骨格筋についての病態生理学的解析
AI解説
- 背景と目的：
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日本は超高齢化社会に直面しており、65歳以上の高齢者が総人口の1/4以上を占めています。特に、骨格筋量の減少に伴う筋力低下「サルコペニア」は高齢者のQOLを著しく損なう要因として注目されています。サルコペニアは筋肉が加齢とともに減少する現象であり、転倒や骨折、寝たきり状態を引き起こすリスクが高まります。この研究は、肥満2型糖尿病モデルであるSDT fattyラットを用いて、糖尿病に関連したサルコペニアの病態生理学的解析を行い、モデルとしての有用性を検討することを目的としています。
- 主要な発見：
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研究は、SDT fattyラットが糖尿病に関連したサルコペニアの有用なモデルであることを示唆する結果を得ました。具体的には、SDT fattyラットは糖脂質代謝異常を呈し、筋量の減少、筋力の低下、筋線維の横断面積の減少が観察されました。また、骨格筋内で脂肪滴の蓄積やミトコンドリアの形態異常も確認されました。これらの変化は、インスリン抵抗性やIGF-1レベルの低下によるものであり、糖尿病に関連したサルコペニアのメカニズムを解明する上で重要な手がかりとなりました。
- 方法論：
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この研究では、雄性SDT fattyラットと正常対照としてSDラットを使用しました。ラットの体重や血液生化学的パラメータを定期的に測定し、骨格筋の重量、病理組織、筋線維の形態などを詳細に解析しました。さらに、筋タンパク分解系の遺伝子発現解析や前肢握力測定などを行い、骨格筋の機能的評価も実施しました。これにより、糖尿病に関連したサルコペニアの病態を包括的に評価しました。
- 結論と意義：
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SDT fattyラットは、糖尿病に関連したサルコペニアの研究において有用なモデルであることが示されました。糖脂質代謝異常やインスリン抵抗性が骨格筋の萎縮や筋力低下に寄与するメカニズムを解明することで、サルコペニアの予防や治療に向けた新しいアプローチが期待されます。特に、インスリン-IGF-1シグナル経路や筋内脂肪蓄積、ミトコンドリア機能異常が重要な役割を果たしていることが明らかになり、これらを標的とした治療法の開発が進むことが期待されます。
- 今後の展望：
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今後の研究では、SDT fattyラットを用いたさらなる病態解析が必要です。特に、筋細胞の酸化的代謝活性や筋衛星細胞の再生能、身体不活動の影響など、詳細なメカニズムの解明が求められます。また、インスリン-IGF-1シグナル経路やミトコンドリア機能の調節を通じた治療アプローチの開発も重要な課題です。サルコペニアの予防や治療に向けた新しい薬剤の開発が進むことで、高齢者のQOLを向上させることが期待されます。
- 背景と目的：
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日本は高齢化が進んでおり、65歳以上の高齢者が人口の1/4以上を占めています。高齢者が増えることで、筋力が低下しやすい「
サルコペニア ( 年を取ることで筋肉が減少し、筋力が低下する病気のことです。)
- 主要な発見：
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この研究で、
SDT fattyラット ( 糖尿病の研究に使われる特別なラットで、糖尿病と肥満を持っています。) サルコペニア ( 年を取ることで筋肉が減少し、筋力が低下する病気のことです。) ミトコンドリア ( 細胞の中でエネルギーを作る部分です。) インスリン ( 血糖値を下げるホルモンで、糖尿病の治療に重要です。) IGF-1 ( 筋肉の成長に関わるホルモンで、インスリンに似た働きをします。)
- 方法論：
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この研究では、
SDT fattyラット ( 糖尿病の研究に使われる特別なラットで、糖尿病と肥満を持っています。) サルコペニア ( 年を取ることで筋肉が減少し、筋力が低下する病気のことです。)
- 結論と意義：
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この研究から、
SDT fattyラット ( 糖尿病の研究に使われる特別なラットで、糖尿病と肥満を持っています。) サルコペニア ( 年を取ることで筋肉が減少し、筋力が低下する病気のことです。) インスリン ( 血糖値を下げるホルモンで、糖尿病の治療に重要です。) IGF-1 ( 筋肉の成長に関わるホルモンで、インスリンに似た働きをします。) ミトコンドリア ( 細胞の中でエネルギーを作る部分です。)
- 今後の展望：
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今後の研究では、
SDT fattyラット ( 糖尿病の研究に使われる特別なラットで、糖尿病と肥満を持っています。) サルコペニア ( 年を取ることで筋肉が減少し、筋力が低下する病気のことです。) インスリン ( 血糖値を下げるホルモンで、糖尿病の治療に重要です。) IGF-1 ( 筋肉の成長に関わるホルモンで、インスリンに似た働きをします。) ミトコンドリア ( 細胞の中でエネルギーを作る部分です。)
- 何のために？：
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日本では、お
年寄 りが増 えています。65歳 以上 の人がたくさんいます。年をとると「サルコペニア ( サルコペニアは、年をとることで筋肉 が減 ってしまう病気です。筋肉 が減 ると、転んだり、骨 を折 ったり、寝 たきりになりやすくなります。この病気は特 にお年寄 りに多く見られます。) 筋肉 が減 ってしまう病気です。転んだり、骨 を折 ったり、寝 たきりになりやすくなります。この研究では、糖尿病 が原因 でサルコペニアになることを調べました。特別 なラット（SDT fattyラット）を使いました。
- 何が分かったの？：
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この研究でわかったことがあります。SDT fattyラットは
糖尿病 のサルコペニア ( サルコペニアは、年をとることで筋肉 が減 ってしまう病気です。筋肉 が減 ると、転んだり、骨 を折 ったり、寝 たきりになりやすくなります。この病気は特 にお年寄 りに多く見られます。) 糖尿病 で筋肉 が減 って、弱くなりました。筋肉 の中に脂肪 がたまり、エネルギーを作る部分（ミトコンドリア ( ミトコンドリアは、細胞 の中にある小さな部分で、エネルギーを作る役割 を持っています。筋肉 が弱くなったり、病気になると、ミトコンドリアがうまく働 かなくなることがあります。) 壊 れました。インスリン ( インスリンは、体の中で血糖値 を調節 するホルモンです。糖尿病 になると、インスリンがうまく働 かなくなり、血糖値 が高くなってしまいます。) IGF-1 ( IGF-1は、成長 や組織 の修復 を助けるホルモンです。糖尿病 やその他の病気になると、IGF-1がうまく働 かなくなり、筋肉 が減少 する原因 となります。) 働 かなくなることが原因 です。
- どうやったの？：
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研究では、SDT fattyラットと
普通 のラットを比 べました。ラットの体重や血液 、筋肉 の重さを調べました。筋肉 の細かい部分や遺伝子 、筋力 も見ました。これで、糖尿病 のサルコペニア ( サルコペニアは、年をとることで筋肉 が減 ってしまう病気です。筋肉 が減 ると、転んだり、骨 を折 ったり、寝 たきりになりやすくなります。この病気は特 にお年寄 りに多く見られます。) 詳 しく調べました。
- 研究のまとめ：
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研究でわかったことは、SDT fattyラットが
糖尿病 のサルコペニア ( サルコペニアは、年をとることで筋肉 が減 ってしまう病気です。筋肉 が減 ると、転んだり、骨 を折 ったり、寝 たきりになりやすくなります。この病気は特 にお年寄 りに多く見られます。) 糖尿病 が筋肉 にどう影響 するかを知ることができました。これで、新しい治療 法 が作れるかもしれません。インスリン ( インスリンは、体の中で血糖値 を調節 するホルモンです。糖尿病 になると、インスリンがうまく働 かなくなり、血糖値 が高くなってしまいます。) IGF-1 ( IGF-1は、成長 や組織 の修復 を助けるホルモンです。糖尿病 やその他の病気になると、IGF-1がうまく働 かなくなり、筋肉 が減少 する原因 となります。) 経路 ( ここで言う経路 は、体内でインスリンやIGF-1などのホルモンが働 く一連 の過程 を指します。この経路 がうまく働 かないと、筋肉 が減 ったり、病気になったりします。) 筋肉 にたまる脂肪 、ミトコンドリア ( ミトコンドリアは、細胞 の中にある小さな部分で、エネルギーを作る役割 を持っています。筋肉 が弱くなったり、病気になると、ミトコンドリアがうまく働 かなくなることがあります。)
- これからどうする？：
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これからの研究では、SDT fattyラットを使って
サルコペニア ( サルコペニアは、年をとることで筋肉 が減 ってしまう病気です。筋肉 が減 ると、転んだり、骨 を折 ったり、寝 たきりになりやすくなります。この病気は特 にお年寄 りに多く見られます。) 原因 をもっと調べます。筋肉 の代謝 ( 代謝 とは、体が食べ物をエネルギーに変 えたり、細胞 を作 り変 えたりする働 きのことです。病気や運動不足 で代謝 がうまくいかないと、筋肉 が減少 することがあります。) 再生 能力 ( 再生 能力 とは、体の中の組織 や細胞 が新しく作り直される力のことです。筋肉 が傷 ついたり、減 ったりしたときに、この力が大事になります。) 不足 の影響 などを詳 しく見ます。インスリン ( インスリンは、体の中で血糖値 を調節 するホルモンです。糖尿病 になると、インスリンがうまく働 かなくなり、血糖値 が高くなってしまいます。) IGF-1 ( IGF-1は、成長 や組織 の修復 を助けるホルモンです。糖尿病 やその他の病気になると、IGF-1がうまく働 かなくなり、筋肉 が減少 する原因 となります。) 経路 ( ここで言う経路 は、体内でインスリンやIGF-1などのホルモンが働 く一連 の過程 を指します。この経路 がうまく働 かないと、筋肉 が減 ったり、病気になったりします。) ミトコンドリア ( ミトコンドリアは、細胞 の中にある小さな部分で、エネルギーを作る役割 を持っています。筋肉 が弱くなったり、病気になると、ミトコンドリアがうまく働 かなくなることがあります。) 治療 法 も大事です。研究が進むと、お年寄 りの生活が良 くなることが期待されます。
- 著者名：
- 剣持 佑介
- ページ：
- 1 - 70
- 発行日：
- 2018-03-23
- 著者による要約：
- Sarcopenia is the age-related decrease of muscle mass and function. Diabetes and obese are known to be risk factors to exacerbate sarcopenia but the underlying mechanism of diabetes-related sarcopenia is still unknown. An obese type 2 diabetes SDT fatty rat shows an early onset of severe diabetes and there have been no reports on the characteristics of their skeletal muscle. Therefore, pathophysiological analyses were performed for the skeletal muscle in this rat. Diabetic male SDT fatty rats were sacrificed at 8, 16, 24, 32 and 40 weeks of age. Age-matched Sprague-Dawley (SD) rats were used as the normal control. In addition to biological blood parameters, the soleus and the extensor digitorum longus muscles were examined for muscle weight, histopathology and protein synthesis and degradation. Muscle grip strength was also examined. As results, muscle weights of the SDT fatty rats were significantly decreased from 16 weeks of age. The mean cross-sectional area of muscle fibers in the SDT fatty rat decreased from 24 weeks of age. Increased intramyocellular lipid accumulation was observed in the SDT fatty rats from 8 weeks of age, identified by immunohistochemistry for adipophilin and TEM. Plasma insulin-like growth factor (IGF)-1 levels and muscle strength in the SDT fatty rats decreased at 24 weeks of age thereafter. These pathophysiological findings have been reported both in the sarcopenia in aged humans and in patients with diabetes. This study is the first report of skeletal muscle pathology in SDT fatty rats. SDT fatty rats showed severe metabolic disorders including hyperglycemia and hyperlipidemia at younger age than other diabetic rat models and was accompanied by decreases in muscle weight, muscle strength, muscle fiber area and protein synthesis hormone (IGF-1), an increase in IMCL and abnormal mitochondrial morphology. These results suggested that the sarcopenia secondary to impaired glycolipid metabolism was observed in the skeletal muscle of the SDT fatty rats. There have been little reports of comprehensive pathophysiological analyses of the skeletal muscle using diabetic rodent models. In conclusion, SDT fatty rat was considered to be a useful model for analysis of diabetes-related sarcopenia. Details of changes of muscle fiber type proportion, mitochondrial oxidative activity and regenerative potential in skeletal muscle in SDT fatty rats are yet to be investigated. Further investigation of skeletal muscle in the SDT fatty rat is needed.
- 新潟大学学術リポジトリリンク：
- http://hdl.handle.net/10191/50314
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