第一型糖尿病骨协作研究 (TONICS)

方法 该项目包括成年 T1D 患者骨组织学、密度和强度的横断面病例对照研究，以及骨细胞代谢的体外研究，包括 T1D 中的线粒体功能。

参与者 111 名年龄在 18-80 岁的早发性 T1D（在 18 岁之前被诊断）的男性和女性患者以及 37 名年龄、性别和 BMI 匹配的健康对照受试者。 在这 24 个病例和 12 个对照中，需要进行骨活检和骨髓穿刺研究。

调查 来自数字病历、调查和访谈的临床数据：c 肽水平、包括糖尿病相关并发症信息在内的病史、骨折史和合并用药。

血液样本：血红蛋白 A1c、离子钙 (Ca2+)、甲状旁腺激素 (PTH)、25-羟基胆钙化醇、血红蛋白、白细胞、血小板、肌酐、估计肾小球滤过率 (eGFR)、碱性磷酸酶、丙氨酸转氨酶、白蛋白、国际标准化凝血酶原比（印度卢比）。 并且可能在 T1D 受试者上存在 c 肽和 T1D 相关抗体，这些结果可能不会在医疗记录中找到。 骨吸收、骨形成和抑制骨形成的生化标志物的空腹血清水平：I 型胶原交联 C 端肽 (CTX) Procollagen-1 N-末端肽 (P1NP)、硬化蛋白、循环 miRNA 的空腹水平将通过使用 LightCycler 480 仪器使用定量 PCR (qPCR) 测量与骨转换相关的指标（将发送到维也纳测量（M Hackl 博士，TamiRNA，维也纳，奥地利））。

对于接受骨活检和骨髓穿刺的参与者，我们将在活检前 5 天测量血红蛋白、血小板、INR、活化部分凝血活酶时间 (APTT)。 从这些受试者中，我们还将获得全血用于：单核细胞（破骨细胞生成）和吸收测定的体内研究。

双能 X 射线吸收测定法 (DXA) 扫描将提供髋部和脊柱的 BMD 以及小梁骨评分 (TBS) 和全身扫描以测量桡骨和胫骨远端的肌肉质量 HR-pQCT，我们将获得：骨几何学、体积骨密度、骨微结构、骨强度。

通过使用 OsteoProbe® 进行显微压痕，我们将测量材料强度指数 (BMSi)，这是衡量骨骼硬度和刚度的指标。

骨活检：在用口服四环素标记骨后，将进行 8 毫米经髂骨活检。 骨标本将被塑料嵌入并用于

• 骨组织形态学（结构、静态和动态参数）
• 微观有限元分析（强度分析）
• 骨细胞的超高分辨率测量（数量、密度和连接）
• 偶联因子和基因表达的免疫组织化学和成像。 冷冻切片的骨组织将用于执行空间转录组学，以评估骨特异性基因座中的基因活性。

将获得 10-15 毫升的骨髓抽吸物并用于研究骨细胞：

• 骨髓抽吸物间充质干细胞 (MSC) 体外研究的流式细胞术方法：表达、分化和增殖成成骨细胞 (OB) 和脂肪细胞。
• 来自外周血的单核细胞将用于研究破骨细胞生成和骨吸收活性
• OB 和破骨细胞 (OC) 共培养物中骨细胞通讯的体外研究和蛋白质组学。
• 将进行单细胞 RNA 测序以证明 T1D 患者和对照中 MSC、OB 和 OC 的基因特征。
• 确定代谢概况（使用 Seahorse Xfe96 分析仪）和测量 T1D 患者和对照中 MSC、OB 和 OC 的葡萄糖摄取
• 使用 MitoTracker 对线粒体形态进行成像。
• 原位杂交和免疫组化结果

早发性 T1D 患者与健康年龄匹配对照组在以下参数方面的差异以及这些参数在 T1D 患者中的关系：

• 骨表型：骨密度、几何形状、结构、组织形态学、骨细胞的超高分辨率测量和有限元分析 (FEA) - 从受试者亚组的 DXA 扫描、HRpQCT 扫描和骨活检中获得的计算强度和骨硬度 (骨得分），通过显微压痕测量。
• 骨骼代谢：skinAGEs 的水平和生化骨转换标志物的水平以及已知与骨转换相关的循环 miRNA，骨组织形态学的动态测量。 骨活组织检查的免疫组织化学和成像。

细胞的体外分析和其他研究将产生骨细胞分化、增殖和细胞间通讯与耦合、骨细胞基因特征和代谢特征的结果。

• 心率变异性（使用 Vagus(TM) 进行评估）、皮肤自发荧光（通过 Diagnoptics 的 AGE Reader）和肌肉质量（通过 DXA 全身扫描）和强度（通过测力计测量的握力）的预测值数据将使用比值比、趋势分析和回归分析进行总结，并针对潜在的混杂因素进行调整。 组间比较检验采用学生t检验和卡方检验。 统计分析将在 Excel® 和 STATA® 中进行。

功效计算 将招募的总人数基于先前对 T2D 患者骨强度的研究（相同方法），显示对照组的骨材料强度指数 (BMSi) 为 78,2 (SD 7,5)，74, 6 (SD 7,6) 在 T2D 患者中。 对于 111 名 T1D 患者和 37 名对照者，研究的功效将是 80% 以证明骨强度差异为 4。

细胞代谢研究所需的参与者人数基于使用 Seahorse 细胞外通量分析仪时基础呼吸的预期组间差异 25%。 （25% 的差异类似于在奥胡斯大学正在进行的一项研究中在 T1D 和非 T1D 患者的另一种细胞类型中观察到的差异）。

源数据将在扫描仪上可用，对于其他检查，结果窗口的屏幕截图/照片保存在编码数据库中，结果也是手动输入的。

将进行局部监测。 相关临床医生和研究人员遵循检查的标准操作程序。