脂肪組織線維症の可逆的活性化のモデルとしての成長ホルモン

背景および予備データ: 脂肪組織は、細胞外マトリックスに囲まれた多細胞組織であり、継続的にリモデリングを受けます。 リモデリング プロセスの乱れは、過剰な細胞外マトリックス タンパク質の蓄積を引き起こし、したがって線維症を引き起こす可能性があります。 脂肪組織線維症は、インスリン抵抗性、脂質異常症、肥満とともにメタボリック シンドロームの構成要素として認識されており、線維症が原因となる可能性があります (1,2)。 これに関連して、in vivo での長期にわたる GH 暴露が、付随する可動化と脂肪量の減少にもかかわらず、インスリン抵抗性を誘発することは興味深いことです (3)。 GH のこの効果は、GH 産生性下垂体腫瘍 (先端巨大症) の患者で発現します (4)。 さらに、GH はコラーゲン ターンオーバーの強力な活性化因子であり、ヒトの腱や骨格筋の線維化も促進します (5-7)。 AT 線維症の増加が GH トランスジェニック マウス モデルで報告されており (8)、アクティブな先端巨大症患者の AT 線維症を示す予備データがありますが、これは疾患制御後に回復します。

GH 誘発線維症の根底にあるメカニズムについてはほとんど知られていないが、最近の証拠は、マウス AT FAP 細胞で高度に発現される酵素である FAPα の潜在的な関与を示している (9)。 さらに、我々は最近、ヒト骨格筋FAP細胞が線維形成分化中にFAPα（DPP4）をアップレギュレートすることを報告しました（19）。 FAPαは、循環中にも存在する可溶型に加えて、細胞膜に付着したヘテロ二量体プロテイナーゼ複合体のサブユニットです(10)。 I 型コラーゲン (11) および III 型 (12) を含むいくつかのタンパク質が FAPα 基質として認識されており、FAPα は肝組織のリモデリング (13) および肺線維症 (14) において重要な役割を果たしているようです。 我々は最近、活動性先端巨大症におけるFAPαの循環レベルの上昇を記録しました。これは、疾患制御後のコラーゲン代謝回転の逆転と相関しています(15)。 線維脂肪生成前駆細胞は、コラーゲン産生線維芽細胞または脂肪細胞のいずれかに分化する本質的な可能性を持つ間葉系前駆細胞です。 それらは、マウスの心筋および骨格筋で研究されており、筋肉障害の再生または変性中の線維症または脂肪沈着に寄与しています(16-18)。 私たちは最近、FAP 細胞のサブセットが 2 型糖尿病患者の筋肉に ECM タンパク質と脂肪細胞の蓄積を促進し、代謝および機械的筋肉機能の低下に寄与する可能性が高いことを実証しました (19)。 GH が脂肪組織の FAP 細胞の増殖と分化に影響を与えるかどうかは不明ですが、FAP 細胞の増殖は、強く GH 依存性のペプチドである IGF-I によって制御されます (16)。 FAP増殖の増加は、いくつかの条件で筋肉内脂肪組織（IMAT）に寄与することも報告されており、先端巨大症の治療後にIMATを観察しました（未発表データ）。 さらに、先端巨大症患者の血清とインキュベートした FACS 分離脂肪組織 FAP 細胞からの予備データがあり、GH 依存性の FAP 細胞増殖の増加と線維形成の出現が示唆されます。 まとめると、これらの発見は、GHが脂肪生成分化を犠牲にして増殖促進性および線維形成性FAP表現型を促進することを示唆しています。

仮説: 成長ホルモン: 1) FAPα タンパク質の発現を活性化する、2) FAP 細胞の増殖と線維形成分化を増加させる、3) ヒトの脂肪組織に可逆的な線維症を誘発する

対象と方法: シングルブラインド、無作為化、ダブルダミークロスオーバーデザインで、10 人の成人の中程度の太りすぎの個人が 1 週間の GH および GH 受容体遮断 (Pe​​gvisomant) にさらされます。 Pegvisomant は、GH 受容体を選択的に遮断する改変 GH 分子であり、先端巨大症の治療薬として認可されています。 内因性のGH作用を抑制するために、Pegvisomantを「アクティブコントロール」として含めています。 参加者は、成長ホルモン 0.6-2.0 の毎日の皮下注射を受けます。 GH介入で7日間、年齢に応じてmg。 コントロール介入では、参加者は Pegvisomant または生理食塩水を毎日皮下注射されます。 ３０ｍｇの用量のペグビソマントは、対照介入の最初と最後に２回投与され、生理食塩水は対照介入期間の残りの５日間に与えられる。 2 つの介入期間は、1 ～ 4 か月のウォッシュ アウト期間で区切られます。 参加者は、GH介入から始めて次に対照介入を受けるか、対照介入から始めて次にGH介入を受けるかのいずれかに無作為化されます。 参加者は、注射と少量の血液サンプルのために毎日病院に集まります。 各介入期間は開始日までに開始され、血液サンプル、脂肪組織、筋肉サンプルが採取され、温度測定と生体インピーダンスが実行され、重水が投与され、介入の最初の注射が GH またはコントロール介入のいずれかで行われます。 最初の開始日に、体組成の評価のためにDXAスキャンが実行されます。 各介入期間は、血液サンプル、脂肪組織および筋肉サンプルを採取し、温度測定、間接熱量測定、パルミチン酸トレーサー動態および生体インピーダンスを実施し、GHまたはコントロールの介入の最後の注射を投与する研究日で終了します。介入。 参加者は、開始日と研究日の間絶食し、介入期間中、食べ物と飲み物の摂取量を記録します。

調査結果:

一次: 介入前後に得られた AT 生検における FAP 細胞機能、FAPα タンパク質発現、および線維症のマーカー。 具体的には、次のことを行います。

• 脂肪組織中の FAP 細胞の定量化、および増殖と線維/脂肪生成分化能の in vitro 測定を含む、細胞集団を定量化および分離するための FACS
• 血液および脂肪組織におけるFAPαの発現
• 光学顕微鏡および免疫組織化学、RNAシーケンシング、重水標識結合組織代謝回転によって評価された脂肪組織の線維化のマーカー

二次: GH 曝露の影響を研究する:

• コラーゲン代謝回転の循環バイオマーカー（PINP、PIIINP）
• 全身のエネルギー代謝と脂肪酸代謝回転（間接熱量測定とパルミチン酸トレーサー動態）
• 筋肉組織の結合組織代謝回転 (重水 (D2O) 標識)
• 温度測定

統計分析計画: グループ間の比較は、標準的な統計手法 (t 検定または同等のノンパラメトリック検定) を使用して実行されます。 グループ内比較は、同等のノンパラメトリック検定の対応のある t 検定を使用して実行されます。 さらに、ANOVA (反復測定) が使用されます。 0.05 未満の p 値は、統計的に有意と見なされます。

展望と関連性: これは、ヒトの脂肪組織線維症に対する GH の影響を調査する最初の研究であり、GH の病態生理学を超えた意味を持ちます。 脂肪組織の線維芽細胞と脂肪細胞のバランスを制御する経路をより深く理解することは、不可欠な基礎であり、脂肪組織の機能不全および関連する障害と闘うための新しい標的を解明する可能性があります。 2 型糖尿病患者で最近実証されたように、これらの前駆細胞は、ヒトの組織可塑性と機能の重要なメディエーターです (19)。