サルコペニアの新しい治療法としての HIF-1α 安定化。 (HIF2)

筋形成中に低酸素誘導因子-1α（HIF-1α）が果たす重要な役割は、提唱者グループによる最近の2つの出版物で実証されている（Cirillo et al., 2017a;Cirillo et al., 2020）。 具体的には、増殖培地中の 1% O2 (低酸素) 条件下で 24 時間処理した増殖マウス筋芽細胞を、正常酸素条件 (21% O2) で 7 日間分化刺激すると、1.4% の肥大性筋管の形成が示されたことが示されました。正常酸素圧対照と比較した分化指数の増加倍数。 これらの結果は、主要な分化マーカーの分析によって確認されました。 具体的には、低酸素前処理筋芽細胞は、対照と比較して、MyoD核局在化、分化3日後のミオゲニン発現、分化プロセス終了時のMHC発現において、それぞれ3倍、2.4倍、1.33倍の増加を示した。 さらに、我々はこれらの所見を、若年者と比較した高齢のサルコペニア患者の骨格筋生検で確認した。 我々は、サルコペニアにおけるHIF-1αとその標的遺伝子、および衛星細胞の主要な幹細胞マーカーであるPAX7の発現が減少しているのに対し、萎縮マーカーMURF1は増加していることを発見した。 また、筋生検からサテライト細胞を単離し、インビトロで培養しました。 私たちは、HIF-1α とその標的遺伝子の薬理学的活性化が骨格筋萎縮の減少と PAX7 遺伝子発現の活性化を引き起こすことを発見しました。 結論として、この研究では、HIF-1αがサルコペニアに役割を果たし、衛星細胞の恒常性に関与していることを発見しました（Cirillo et al.、2022）。

予備データを考慮して、プロジェクトの最初の部分は患者の募集と臨床的特徴付けに焦点を当てます。 具体的には、分析は 2 つの別々のグループに対して実行されます。1 つは最新のガイドラインに従ってサルコペニアに罹患している 60 人の患者 (65 歳以上) からなるサルコペニア グループ、もう 1 つはサルコペニアではない 45 人の患者 (65 歳以上) からなる対照グループです。 18歳と35歳）。 研究は病院倫理委員会の規則に従って実施され、患者は研究に参加するためにインフォームドコンセントフォームに署名する必要がある。 患者は 24 か月間募集され、そのうち 6 か月間はデータ分析に使用できます。 募集は、整形外科手術（変形性関節症による人工股関節置換術、大腿骨近位部骨折、およびALC再建手術）が予定されている患者に対して、IRCCS Istituto Ortopedico Galeazziでの定期的な整形外科検査中に行われます。 肥満関連のサルコペニアや糖尿病などの併存疾患のある患者は研究から除外される。 すべての患者は、(a) 3 つの体の構成要素である骨ミネラル、脂肪、および骨ミネラルを除いた質量の定量化を可能にする DXA 全身検査、(b) 握力を評価するためのハンドヘルド動力測定検査、および (c) 身体測定分析を受けます。 （BMI）体脂肪を推定します。 血液サンプルが採取され、血清学的分析によってサルコペニアの程度が判定されます。 これには、III 型プロコラーゲンのアミノ末端プロペプチド (P3NP)、C 末端アグリン フラグメント 22 (CAF22)、オステオネクチン、イリシン、脂肪酸結合タンパク質 3 (FABP3)、およびマクロファージ遊走阻害因子 (MIF) の測定が含まれます。サルコペニアの主要なバイオマーカー候補と考えられています (Nogueira et al., 2019;Qaisar et al.、2020）。 患者の募集に続いて、この研究はサルコペニア中のHIF-1αシグナル伝達の変化を特定することを目的としています。 具体的には、通常は手術中に廃棄される複数の骨格筋生検がサルコペニア群と対照群から収集され、マルチオミクスアプローチと組織学的アッセイが確立されます。 特に、骨格筋サンプルから総タンパク質を抽出し、質量分析に基づくプロテオーム分析と、当研究室の Seahorse リアルタイム細胞代謝分析を使用した細胞生体エネルギー代謝アッセイを実行します。 プロテオームおよびメタボローム データの統計分析は、HIF シグナル伝達とミトコンドリア活性の間のクロストークの変化に焦点を当てます。 プロテオームの結果は、特定の抗体を使用したウェスタンブロットアプローチによって技術的に検証されます。 少なくとも 0.6 の発現における真の差異を示すタンパク質のみが考慮されます。 一方、骨格筋生検も組織学的検査に使用されます。 主な焦点は、1) 特異的抗体 PAX7 による衛星細胞の活性化、2) 特異的抗体 MuRF1 による骨格筋萎縮の定量化、2) ミオシン重鎖 I 型に対する特異的抗体を使用した筋線維組成の変化、 IIA、IIB。