GENESIS: ガイド付き遺伝子型 - ナトリウム利尿ペプチド - Cardiometabolic Health Study
心房性ナトリウム利尿ペプチドと心臓代謝の健康の調節:遺伝子型に基づくヒトの生理学的研究
Natriuretic Peptides (NP) are hormones produced by the heart, and they have a wide range of favorable metabolic benefits. Lower levels of these hormones are associated with an increased likelihood of the development of diabetes and poor cardiometabolic health. Obese and Black individuals have ~30% lower levels of NP and are at a greater risk of developing cardiovascular (CV) events as compared to lean and White counterparts. Some people have common genetic variations that cause them to have ~20% lower NP levels. Similar to other low NP populations, these individuals with low NP genotype (i.e., carrying a common genetic variation called rs5068) are at a greater risk of developing cardiometabolic diseases. By understanding the NP response following the exercise challenge and the glucose challenge in individuals with genetically lower NP levels will help us understand how to improve cardiometabolic health in them.
調査の概要
状態
状態
条件
条件
介入・治療
介入・治療
詳細な説明
The heart plays an endocrine role by secreting hormones called Natriuretic Peptides (NPs). NPs directly regulates blood pressure (BP) by causing dilation of blood vessels and removing sodium and water from the body. Apart from blood pressure regulation, previous experimental data suggest that NPs has a wide range of favorable metabolic effects and regulates energy homeostasis, fatty acid oxidation, lipid metabolism, glucose intolerance, insulin sensitivity, and obesity. Investigators have demonstrated that low levels of NPs can increase the risk of developing cardiovascular (CV) events (such as heart failure [HF], stroke, myocardial infarction [MI], or heart attack).
Former studies by the investigators have shown that the NP deficient states such as obese and black individuals contributes to lower energy expenditure, poor metabolic profile and promotes the onset of diabetes. Certain genetic factors contribute to the higher predisposition to cardiometabolic disease in individuals with relative atrial natriuretic peptide (ANP) deficiency. PI and others have identified a common genetic variant, rs5068 is associated with higher plasma ANP levels.
The lack of the rs5068 variant has a comparable effect on ANP levels as seen in obese and black individuals and plays a causal role in cardiometabolic health regulation. The rs5068 variant is only present in 10-12% of the population, thereby leaving nearly 90% of adults vulnerable to the potential adverse cardiometabolic impact of having a relative ANP deficiency. This indicates that a low ANP genotype is associated with a poor metabolic health profile.
Our earlier study, in normotensive healthy young adults, demonstrated that a high glucose meal results in reduce ANP levels by 20-30%, which indicates that ANP is a glucose-responsive hormone. The preliminary data from our ongoing clinical trial has shown increased ANP levels with response to the exercise. The impact of genetically determined low ANP levels on the differences in exercise-induced ANP (beneficial) increase and glucose load-induced suppression of ANP (detrimental) is not known in humans.
Micro-RNA-425 (miR-425) is a negative regulator of ANP and acts in a genotype-specific manner. In our previous study, the investigators have demonstrated that miR-425 levels decreased by 71% following one week on a high-salt diet compared with a low-salt diet in individuals with low ANP genotype, and no change was seen in high ANP genotype individuals. In vitro experiments in animals showed an increase in cardiac miR-425 levels by 22-30%. The negative regulator of ANP also independently negatively regulates the control of energy expenditure. The responsiveness of mir-425 to glucose challenge and exercise challenge (metabolic perturbations) has not been previously evaluated in humans.
Individuals with genetically reduced amounts of ANP will be the focus of our present genotype-guided physiological investigation. Following the glucose and exercise challenges, the investigators will additionally investigate the extent to which miR-425 mediated control of ANP suppression occurs. This study will help in understanding how ANP regulates cardiometabolic health in individuals with genetically lower ANP levels.
研究の種類
研究の種類
入学 (推定)
入学
段階
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
研究連絡先
- 名前:Nehal Vekariya, MS
- 電話番号:205-934-7173
- メール:nvekariya@uabmc.edu
研究場所
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Alabama
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Birmingham、Alabama、アメリカ、35294
- 募集
- University of Alabama at Birmingham
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主任研究者:
- Pankaj Arora, MD
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コンタクト:
- Nehal Vekariya, MS
- 電話番号:205-934-7173
- メール:nvekariya@uabmc.edu
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参加基準
適格基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
Inclusion Criteria:
- Adults: Age more than or equal to 18; an equal number of Males and Females
- Consent to the collection of genetic material
- Willing to adhere to the study protocol
Exclusion Criteria:
- Age <18, at screening.
- BMI >45 kg/m2.
- Blood pressure more than 140/90 mmHg.
- Participants who are taking more than 2 hypertension medications.
- History of diabetes or fasting plasma glucose >126 mg/dl or HbA1C>=6.5% or prior treatment with antidiabetic medication.
- Have any past or present history of cardiovascular diseases (stroke, seizure, myocardial infarction, heart failure, transient ischemic attack, angina, or cardiac arrhythmia)
- Women who are pregnant or breastfeeding or who can become pregnant and not practicing an acceptable method of birth control during the study (including abstinence);
- Estimated GFR < 60 ml/min/1.73 m2; albumin creatinine ratio ≥30 mg/g
- Hepatic Transaminase (AST and ALT) levels >3x the upper limit of normal
- Anemia (men, Hct < 38%; women, Hct <36%)
- Inability to exercise on a treadmill
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:非ランダム化
- 介入モデル:並列代入
- マスキング:なし(オープンラベル)
アーム数
武器と介入
参加者グループ / アーム参加者グループ / アーム |
介入・治療介入・治療 |
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実験的:Experimental: Low NP Genotype Group
150 healthy adult participants with low NP genotype will be enrolled and each will undergo a physical exam and screening tests to determine participants' eligibility. Participants will consume the study diet for 5 days. On 5th day, the participants will come in for an exercise challenge test. On 6th day, participants will come in a fasting state and drink 75 gm of oral glucose, followed by blood collection every 8 hours. |
Participants will consume the study diet for 5 days provided by the clinical research unit's metabolic kitchen (at UAB) Each participant's maximal oxygen capacity will be determined using a modified Bruce treadmill protocol and will also undergo a DEXA scan to determine the body mass. Each participant will walk at 70 % of his/her VO2max for 20 minutes on treadmill and will also undergo a resting energy expenditure test. Participants will come in fasting state on day 6th and will be given 75 gm oral glucose solution to drink, followed by blood collection every hour for next 8 hours. |
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実験的:Active Comparator: High NP Genotype Group
50 healthy adult participants with high NP genotype will be enrolled and each will undergo a physical exam and screening tests to determine participants' eligibility. Participants will consume the study diet for 5 days. On 5th day, the participants will come in for an exercise challenge test. On 6th day, participants will come in a fasting state and drink 75 gm of oral glucose, followed by blood collection every 8 hours. |
Participants will consume the study diet for 5 days provided by the clinical research unit's metabolic kitchen (at UAB) Each participant's maximal oxygen capacity will be determined using a modified Bruce treadmill protocol and will also undergo a DEXA scan to determine the body mass. Each participant will walk at 70 % of his/her VO2max for 20 minutes on treadmill and will also undergo a resting energy expenditure test. Participants will come in fasting state on day 6th and will be given 75 gm oral glucose solution to drink, followed by blood collection every hour for next 8 hours. |
この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
主要な結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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高遺伝子型群と低遺伝子型群の間の標準化された経口ブドウ糖チャレンジ後のMRproANPレベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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高遺伝子型グループと低遺伝子型グループの間の運動エネルギー消費量の変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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低ANP遺伝子型の患者における標準化された経口ブドウ糖チャレンジ後のmiR-425レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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低ANP遺伝子型の患者における標準化された運動負荷後のmiR-425レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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二次結果の測定
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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高遺伝子型グループと低遺伝子型グループの間のグルコース負荷後の NP (ANP、BNP、NTproBNP) の変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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高遺伝子型群と低遺伝子型群との間のグルコースチャレンジ後の血清グルコースの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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高遺伝子型群と低遺伝子型群との間のグルコースチャレンジ後の血清インスリンの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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2 つの遺伝子型グループ間の静止エネルギー消費 (REE) の変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間の標準化された運動プロトコルによる NP (ANP、BNP、NTproBNP) の変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2つの遺伝子型グループ間の標準化された運動プロトコルによる血清グルコースレベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間の標準化された運動プロトコルによる血清インスリン レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間の標準化された運動プロトコルによる遊離脂肪酸レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間の標準化された運動プロトコルによるグリセロール レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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グルコース負荷後の NP レベル (ANP、MRproANP、BNP、および NTproBNP) の変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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運動負荷後の NP レベル (ANP、MRproANP、BNP、および NTproBNP) の変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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グルコースチャレンジ後の血清グルコースレベルの変化に伴うmiR-425レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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グルコースチャレンジ後の血清インスリンレベルの変化に伴うmiR-425レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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運動負荷後の血清グルコースレベルの変化に伴うmiR-425レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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運動負荷後の血清インスリンレベルの変化に伴うmiR-425レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間のグルコース チャレンジ後の NP レベル (ANP、MRproANP、BNP、および NTproBNP) の変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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2 つの遺伝子型グループ間の運動負荷後の NP レベル (ANP、MRproANP、BNP、および NTproBNP) の変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間のグルコース チャレンジ後の血清グルコース レベルの変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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2 つの遺伝子型グループ間のグルコース チャレンジ後の血清インスリン レベルの変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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5 日間研究食を摂取した後、主な研究訪問日の 1 時間目から 8 時間目まで
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2 つの遺伝子型グループ間の運動負荷後の血清グルコース レベルの変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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2 つの遺伝子型グループ間の運動負荷後の血清インスリン レベルの変化に伴う miR-425 レベルの変化。
時間枠:4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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4日間勉強食を食べた後、運動チャレンジ来院日の約3時間
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Correlation of resting miR-425 levels with REE
時間枠:About 3 hours on the exercise challenge visit day after consuming study meals for 4 days
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Levels of miR-425 measured in 2-ΔΔCT will be assessed and will be related to REE measured in kcal/min |
About 3 hours on the exercise challenge visit day after consuming study meals for 4 days
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Correlation of resting miR-425 levels with REE between the genotype groups.
時間枠:About 3 hours on the exercise challenge visit day after consuming study meals for 4 days
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Levels of miR-425 levels measured in 2-ΔΔCT will be related to the REE measured in kcal/min and will be compared between the genotype groups |
About 3 hours on the exercise challenge visit day after consuming study meals for 4 days
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協力者と研究者
協力者
協力者
捜査官
捜査官
- 主任研究者:Pankaj Arora, MD, FAHA、University of Alabama at Birmingham
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Parcha V, Patel N, Gutierrez OM, Li P, Gamble KL, Musunuru K, Margulies KB, Cappola TP, Wang TJ, Arora G, Arora P. Chronobiology of Natriuretic Peptides and Blood Pressure in Lean and Obese Individuals. J Am Coll Cardiol. 2021 May 11;77(18):2291-2303. doi: 10.1016/j.jacc.2021.03.291.
- Arora P, Wu C, Hamid T, Arora G, Agha O, Allen K, Tainsh RET, Hu D, Ryan RA, Domian IJ, Buys ES, Bloch DB, Prabhu SD, Bloch KD, Newton-Cheh C, Wang TJ. Acute Metabolic Influences on the Natriuretic Peptide System in Humans. J Am Coll Cardiol. 2016 Feb 23;67(7):804-812. doi: 10.1016/j.jacc.2015.11.049.
- Bajaj NS, Gutierrez OM, Arora G, Judd SE, Patel N, Bennett A, Prabhu SD, Howard G, Howard VJ, Cushman M, Arora P. Racial Differences in Plasma Levels of N-Terminal Pro-B-Type Natriuretic Peptide and Outcomes: The Reasons for Geographic and Racial Differences in Stroke (REGARDS) Study. JAMA Cardiol. 2018 Jan 1;3(1):11-17. doi: 10.1001/jamacardio.2017.4207.
- Arora P, Reingold J, Baggish A, Guanaga DP, Wu C, Ghorbani A, Song Y, Chen-Tournaux A, Khan AM, Tainsh LT, Buys ES, Williams JS, Heublein DM, Burnett JC, Semigran MJ, Bloch KD, Scherrer-Crosbie M, Newton-Cheh C, Kaplan LM, Wang TJ. Weight loss, saline loading, and the natriuretic peptide system. J Am Heart Assoc. 2015 Jan 16;4(1):e001265. doi: 10.1161/JAHA.114.001265.
- Parcha V, Kalra R, Li P, Oparil S, Arora G, Arora P. Nocturnal blood pressure dipping in treated hypertensives: insights from the SPRINT trial. Eur J Prev Cardiol. 2022 Feb 19;29(1):e25-e28. doi: 10.1093/eurjpc/zwaa125. No abstract available.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
研究開始
一次修了 (推定)
一次修了
研究の完了 (推定)
研究の完了
試験登録日
最初に提出
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
最初の投稿
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
投稿された最後の更新
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
その他の研究ID番号
- IRB-300008758
- R01HL163081 (米国 NIH グラント/契約)
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
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