지방 조직 섬유증의 가역적 활성화 모델로서의 성장 호르몬

배경 및 예비 데이터: 지방 조직은 세포외 기질로 둘러싸인 다세포 조직으로, 지속적으로 리모델링됩니다. 리모델링 과정에서의 섭동은 과도한 세포외 기질 단백질의 축적을 유발하여 섬유증을 유발할 수 있습니다. 지방조직 섬유증은 인슐린 저항성, 이상지질혈증, 비만과 함께 대사증후군의 한 구성요소로 인식되고 있으며, 섬유증이 원인 역할을 할 가능성이 있다(1,2). 이러한 맥락에서 생체 내 장기간의 GH 노출이 수반되는 동원 및 체지방량 감소에도 불구하고 인슐린 저항성을 유도한다는 것은 매혹적입니다(3). GH의 이러한 효과는 GH 생성 뇌하수체 종양(말단비대증) 환자에게서 나타납니다(4). 또한 GH는 콜라겐 전환의 강력한 활성제이며 인간의 힘줄과 골격근의 섬유화를 촉진합니다(5-7). 증가된 AT 섬유증이 GH 트랜스제닉 마우스 모델에서 보고되었으며(8) 우리는 활동성 말단비대증 환자에서 AT 섬유증을 보여주는 예비 데이터를 가지고 있으며, 이는 질병 통제 후에 역전됩니다.

GH 유발 섬유증의 기본 메커니즘에 대해서는 알려진 바가 거의 없지만, 최근의 증거는 마우스 AT FAP 세포에서 고도로 발현되는 효소인 FAPα의 잠재적 관련성을 지적합니다(9). 더욱이, 우리는 최근 인간 골격근 FAP 세포가 섬유화 분화 동안 FAPα(DPP4)를 상향 조절한다고 보고했습니다(19). FAPα는 순환계에도 존재하는 용해성 형태에 더하여 세포막에 부착된 이형이합체 프로테이나제 복합체의 서브유닛입니다(10). 콜라겐 I형(11) 및 III형(12)을 포함하여 여러 단백질이 FAPα 기질로 인식되며 FAPα는 간 조직 리모델링(13) 및 폐 섬유증(14)에서 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다. 우리는 최근 활동성 말단 비대증에서 FAPα의 상승된 순환 수준을 기록했으며, 이는 질병 통제 후 콜라겐 회전율 역전과 관련이 있습니다(15). 섬유 지방 생성 전구 세포는 콜라겐 생성 섬유아세포 또는 지방 세포로 분화할 수 있는 본질적인 잠재력을 가진 간엽 전구 세포입니다. 그들은 쥐의 심장 및 골격근에서 연구되었으며, 근육 손상 재생 또는 퇴행 동안 섬유화 또는 지방 침착에 기여합니다(16-18). 우리는 최근에 FAP 세포의 하위 집합이 제2형 당뇨병 환자의 근육에 ECM 단백질과 지방 세포의 축적을 유도하고 불량한 대사 및 기계적 근육 기능에 기여할 가능성이 있음을 입증했습니다(19). GH가 지방 조직 FAP 세포 증식 및 분화에 영향을 미치는지 여부는 알려져 있지 않지만 FAP 세포 증식은 GH에 강하게 의존하는 펩타이드인 IGF-I(16)에 의해 조절됩니다. 증가된 FAP 증식은 또한 여러 조건에서 근육내 지방 조직(IMAT)에 기여하는 것으로 보고되었으며, 우리는 말단 비대증에서 치료 후 IMAT를 관찰했습니다(미공개 데이터). 또한, 말단 비대증 환자의 혈청과 함께 배양된 FACS 분리 지방 조직 FAP 세포의 예비 데이터가 있으며, 이는 GH 의존성 증가 FAP 세포 증식 및 섬유화 외관을 시사합니다. 총체적으로, 이러한 발견은 GH가 지방 분화를 희생시키면서 증식 촉진 및 섬유화 FAP 표현형을 촉진한다는 것을 시사합니다.

가설: 성장 호르몬: 1) FAPα 단백질 발현 활성화, 2) FAP 세포의 증식 및 섬유화 분화 증가, 3) 인간의 지방 조직에서 가역적 섬유화 유발

대상 및 방법: 단일 맹검, 무작위, 이중 더미 교차 디자인에서 중간 정도의 과체중인 성인 10명이 일주일 동안 GH 및 GH 수용체 차단(Pegvisomant)을 받게 됩니다. 페그비소만트는 GH 수용체를 선택적으로 차단하는 변형된 GH 분자이며 말단비대증 치료용으로 허가된 약물입니다. 우리는 내인성 GH 작용을 억제하기 위해 Pegvisomant를 '활성 대조군'으로 포함합니다. 참가자들은 매일 성장 호르몬 0.6-2.0의 피하 주사를 받게 됩니다. GH 개입에서 7일 동안 연령에 따라 mg. 통제 개입에서 참가자는 Pegvisomant 또는 식염수를 매일 피하 주사로 받게 됩니다. Pegvisomant 30mg 용량은 대조 개입의 시작과 끝에 2회 제공되는 반면 식염수는 대조 개입 기간의 나머지 5일에 제공됩니다. 두 개입 기간은 1-4개월의 세척 기간으로 구분됩니다. 참가자는 무작위로 GH 개입으로 시작한 후 통제 개입을 받거나 통제 개입으로 시작한 후 GH 개입을 받게 됩니다. 참가자들은 주사와 작은 혈액 샘플을 위해 매일 병원에서 만날 것입니다. 각 개입 기간은 혈액 샘플, 지방 조직 및 근육 샘플을 채취하고, 온도 측정 및 생체 임피던스를 수행하고, 중수를 투여하고, GH 또는 제어 개입 중 첫 번째 개입 주사를 투여하는 개시일에 의해 시작됩니다. 첫 시작일에 체성분 평가를 위해 DXA 스캔이 수행됩니다. 각 개입 기간은 혈액 샘플, 지방 조직 및 근육 샘플을 채취하고, 온도 측정, 간접 열량 측정, 팔미테이트 추적자 동역학 및 생체 임피던스를 수행하고, GH 또는 대조군 중 개입의 마지막 주사를 투여하는 연구일과 함께 종료됩니다. 간섭. 참가자는 시작일과 학습일 동안 금식하고 개입 기간 동안 식음료 섭취량을 기록합니다.

연구 결과:

일차: FAP 세포 기능, FAPα 단백질 발현 및 중재 전후에 얻은 AT 생검에서 섬유증 마커. 특히 다음을 수행합니다.

• 지방 조직에서 FAP 세포의 정량화를 포함하여 세포 집단을 정량화하고 분리하기 위한 FACS, 증식 및 섬유-/지방 분화 가능성의 시험관내 결정
• 혈액 및 지방 조직에서의 FAPα 발현
• 광학 현미경 및 면역조직화학적으로 평가된 지방 조직의 섬유증 마커, RNA 시퀀싱 및 중수 표지 결합 조직 회전율

2차: 다음에 대한 GH 노출의 영향 연구:

• 콜라겐 회전율의 순환 바이오마커(PINP, PIIINP)
• 전신 에너지 대사 및 지방산 회전율(간접 열량계 및 팔미틴산 추적자 동역학)
• 근육 조직의 결합 조직 교체(중수(D2O) 라벨링)
• 온도 측정

통계 분석 계획: 표준 통계 방법(t-테스트 또는 동등한 비모수 테스트)을 사용하여 그룹 간 비교를 수행합니다. 그룹 내 비교는 등가 비모수 테스트의 paired t-test를 사용하여 수행됩니다. 또한 ANOVA(반복 측정)가 사용됩니다. 0.05 미만의 p-값은 통계적으로 유의한 것으로 간주됩니다.

관점 및 관련성: 이것은 인간의 지방 조직 섬유증에 대한 GH 효과를 조사한 최초의 연구이며, 이는 GH 병태생리학을 넘어서는 의미를 가집니다. 지방 조직에서 섬유아세포와 지방세포 균형을 제어하는 ​​경로에 대한 더 깊은 이해는 필수적인 기초 작업이며 지방 조직 기능 장애 및 관련 장애를 퇴치하기 위한 새로운 목표를 밝힐 수 있습니다. 최근 제2형 당뇨병 환자에서 입증된 바와 같이, 이들 전구 세포는 인간의 조직 가소성 및 기능의 핵심 매개체입니다(19).