脊髓损伤后的肌肉骨骼可塑性
脊髓损伤 (SCI) 患者患代谢综合征、糖尿病、肥胖症、压疮和心血管疾病的几率远高于一般人群。 迫切需要一种预防或逆转 SCI 全身代谢后果的康复方法。 本研究的目的是确定可以增强肌肉氧化表型并改善 SCI 患者代谢健康和骨转换临床标志物的肌肉活动剂量。 这项研究的长期目标是开发基于运动的干预措施,以预防糖尿病等继发性健康状况,并最终保护与健康相关的生活质量 (QOL)。 具体目标 1:比较接受高频 (HF) 主动抵抗姿势和低频 (LF) 主动抵抗姿势 3 年的个体骨骼肌基因调控的变化。 假设 1:调节骨骼肌代谢的基因表达将支持 HF 和 LF 都引发向氧化肌肉表型的转变。 一项新发现是 LF 是骨骼肌氧化途径的强大调节剂。 具体目标 2:比较接受 HF 或 LF 3 年的 SCI 患者代谢健康和骨转换的系统标志物的变化。 假设 2:HF 和 LF 都会降低葡萄糖/胰岛素水平和 HOMA(稳态模型评估)评分。
次要目标:使用 EQ-5D 调查指标衡量受试者报告的 QOL。 假设 3:HF 和 LF 受试者将在 3 年后表现出自我报告的 QOL 有所改善的趋势。 代谢改善与 QOL 感知改善之间存在关联。 这些观察结果将支持这种干预对未来的临床转化具有很强的可行性。
研究概览
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
-
Iowa
-
Iowa City、Iowa、美国、52242
- University of Iowa
-
-
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准:
- 电机完整 SCI (AIS A-B)
排除标准:
- 压疮
- 慢性感染
- 下肢肌肉挛缩
- 深静脉血栓形成
- 出血性疾病
- 最近肢体骨折
- 任何已知会影响骨代谢的合并症(如甲状旁腺功能障碍)
- 怀孕
- 抗骨质疏松药物
- 维生素 D 补充剂
- 二甲双胍或其他糖尿病药物。
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:非随机化
- 介入模型:并行分配
- 屏蔽:无(打开标签)
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:急性基因调控
响应单次电诱导运动的基因调控适应性
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对瘫痪患者的股四头肌和腿筋肌肉群进行一次电诱导锻炼。
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实验性的:培训学习
基因调控、代谢标记和受试者报告指标的适应性,以响应长达 3 年的电诱导运动
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对瘫痪患者的股四头肌和腿筋肌肉群进行长达 3 年的多次电诱导锻炼。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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急性基因调控:MSTN
大体时间:单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌肌肉生长抑制素 (MSTN) 表达的急性刺激后效应。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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急性基因调控:PGC1-alpha
大体时间:单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子α(PGC1-α)表达的急性刺激后效应。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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急性基因调控:PDK4
大体时间:单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌丙酮酸脱氢酶激酶、同工酶 4 (PDK4-alpha) 表达的急性刺激后影响。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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急性基因调控:SDHB
大体时间:单次电刺激后 3 小时
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对骨骼肌琥珀酸脱氢酶-B (SDHB) 表达的急性刺激后效应,通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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训练后基因调控:MSTN
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后骨骼肌肌肉生长抑制素 (MSTN) 表达,通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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长达 3 年
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训练后基因调控:PGC1-alpha
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后骨骼肌过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子α(PGC1-α)表达,通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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长达 3 年
|
训练后基因调控:PDK4
大体时间:长达 3 年
|
训练前和训练后骨骼肌丙酮酸脱氢酶激酶、同工酶 4 (PDK4-alpha) 表达,通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
|
长达 3 年
|
训练后基因调控:SDHB
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后骨骼肌琥珀酸脱氢酶 B (SDHB) 表达,通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化,包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达,较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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长达 3 年
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训练后代谢:空腹血糖
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后的空腹血糖,通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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长达 3 年
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训练后代谢:空腹胰岛素
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后的空腹胰岛素,通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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长达 3 年
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训练后代谢:HOMA 分数
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后的 HOMA 分数,通过稳态模型评估方程计算。 最大值/最小值:不适用。 分数 >2 表示胰岛素抵抗。 |
长达 3 年
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训练后骨转换:骨钙素
大体时间:长达 3 年
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训练前和训练后血清骨钙素,通过静脉穿刺和酶联免疫吸附测定法测量
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长达 3 年
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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培训后主题报告措施:EQ-5D
大体时间:长达 3 年
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通过 EQ-5D 主题报告调查工具进行的训练前和训练后 QALY(质量调整寿命年)。 比例范围从 -0.287 到 0.992。 较高的值表示较高的自我感知健康状态。 |
长达 3 年
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Richard K Shields, PhD, PT、University of Iowa
出版物和有用的链接
一般刊物
- Dudley-Javoroski S, Saha PK, Liang G, Li C, Gao Z, Shields RK. High dose compressive loads attenuate bone mineral loss in humans with spinal cord injury. Osteoporos Int. 2012 Sep;23(9):2335-46. doi: 10.1007/s00198-011-1879-4. Epub 2011 Dec 21.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Dose estimation and surveillance of mechanical loading interventions for bone loss after spinal cord injury. Phys Ther. 2008 Mar;88(3):387-96. doi: 10.2522/ptj.20070224. Epub 2008 Jan 17.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Active-resisted stance modulates regional bone mineral density in humans with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2013 May;36(3):191-9. doi: 10.1179/2045772313Y.0000000092.
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- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Epigenetics and the International Classification of Functioning, Disability and Health Model: Bridging Nature, Nurture, and Patient-Centered Population Health. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab247. doi: 10.1093/ptj/pzab247.
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