근육감소증에 대한 새로운 치료 접근법으로서의 HIF-1α 안정화. (HIF2)

근육 형성 과정에서 저산소증 유발 인자-1α(HIF-1α)가 수행하는 중요한 역할은 지지자 그룹이 최근 발표한 두 가지 간행물에서 입증되었습니다(Cirillo et al., 2017a; Cirillo et al., 2020). 구체적으로, 증식 배지에서 1% O2(저산소증) 조건에서 24시간 동안 처리한 후 정상산소 조건(21% O2)에서 7일 동안 분화하도록 자극한 증식하는 쥐의 근육모세포는 1.4-5%의 비대성 근관이 형성되는 것으로 나타났습니다. 정상산소 대조군과 비교하여 분화 지수의 배수 증가. 이러한 결과는 주요 분화 마커 분석을 통해 확인되었습니다. 구체적으로, 저산소 전처리된 근모세포는 대조군에 비해 MyoD 핵 국소화, 분화 3일 후 미오게닌 발현, 분화 과정 말기 MHC 발현이 각각 3배, 2.4배, 1.33배 증가한 것으로 나타났습니다. 또한, 우리는 젊은 개인의 근육감소증 환자와 비교하여 노인 근육감소증 환자의 골격근 생검에서 이러한 결과를 확인했습니다. 우리는 위성 세포의 주요 줄기 세포 마커인 PAX7뿐만 아니라 근육감소증에서 HIF-1α와 그 표적 유전자의 발현이 감소한 반면 위축 마커 MURF1은 증가한 것을 발견했습니다. 우리는 또한 근육 생검에서 위성 세포를 분리하여 시험관 내에서 배양했습니다. 우리는 HIF-1α와 그 표적 유전자의 약리학적 활성화가 골격근 위축의 감소와 PAX7 유전자 발현의 활성화를 유발한다는 것을 발견했습니다. 결론적으로, 이 연구에서 우리는 HIF-1α가 근육감소증에서 역할을 하고 위성 세포 항상성에 관여한다는 것을 발견했습니다(Cirillo et al., 2022).

예비 데이터를 고려하여 프로젝트의 첫 번째 부분은 환자 모집 및 임상 특성화에 중점을 둘 것입니다. 구체적으로 분석은 두 개의 별도 그룹에서 수행됩니다. 가장 최근 지침에 따라 근육감소증이 있는 환자 60명(> 65세)으로 구성된 근육감소증 그룹과 근육감소증이 아닌 환자 45명으로 구성된 대조군(2~3세) 18세 및 35세). 연구는 병원 윤리위원회의 규칙에 따라 수행되며 환자는 연구에 참여하기 위해 사전 동의서에 서명해야 합니다. 환자는 24개월 동안 모집되며, 6개월 동안 데이터 분석이 가능합니다. 정형외과 수술(골관절염으로 인한 고관절 치환술, 근위 대퇴골 골절 및 ALC 재건 수술)이 예정된 환자를 대상으로 IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi에서 정기 정형외과 검사 중에 모집이 이루어집니다. 비만 관련 근육감소증, 당뇨병 등 동반질환이 있는 환자는 연구에서 제외됩니다. 모든 환자는 (a) 세 가지 신체 구성 요소인 뼈 미네랄, 지방 및 뼈 미네랄이 없는 질량을 정량화할 수 있는 DXA 전신, (b) 악력을 평가하기 위한 휴대용 동력 측정 및 (c) 인체 측정 분석을 받게 됩니다. (BMI)를 사용하여 체지방을 추정합니다. 혈청학적 분석을 통해 근육감소증의 정도를 결정하기 위해 혈액 샘플을 수집합니다. 여기에는 프로콜라겐 유형 III(P3NP), c 말단 아그린 단편 22(CAF22), 오스테오넥틴, 아이리신, 지방산 결합 단백질 3(FABP3) 및 대식세포 이동 억제 인자(MIF)의 아미노 말단 프로펩타이드를 측정하는 것이 포함됩니다. 근육감소증의 주요 후보 바이오마커로 간주됩니다(Nogueira et al., 2019; Qaisar et al., 2020). 환자 모집 후, 연구는 근육 감소증 동안 HIF-1알파 신호 전달의 변화를 확인하는 것을 목표로 할 것입니다. 구체적으로, 일반적으로 수술 중에 폐기되는 다중 골격근 생검은 근육 감소증 및 대조군으로부터 수집되어 다중 오믹스 접근법 및 조직학적 분석을 설정합니다. 특히, 우리 실험실에서는 Seahorse Real-Time Cell Metabolic Analysis를 사용하여 질량 분석법 및 세포 생체 에너지 대사 분석을 기반으로 한 단백질체 분석을 수행하기 위해 골격근 샘플에서 전체 단백질을 추출합니다. 단백질체와 대사체 데이터의 통계적 분석은 HIF 신호 전달과 미토콘드리아 활동 사이의 누화 변화에 초점을 맞춥니다. 프로테옴 결과는 특정 항체를 사용하는 웨스턴 블롯 접근법을 통해 기술적으로 검증됩니다. 0.6 이상의 실제 발현 차이를 나타내는 단백질만 고려됩니다. 한편, 조직학적 검사를 위해 골격근 생검도 사용됩니다. 주요 초점은 1) 특정 항체 PAX7에 의한 위성 세포의 활성화, 2) 특정 항체 MuRF1에 의한 골격근 위축의 정량화, 2) 미오신 중쇄 유형 I에 대한 특정 항체를 사용한 근육 섬유 구성의 변화, IIA, IIB.