1型糖尿病における筋肉と血清ミオスタチン発現

Muscle and serum myostatin expression in type 1 diabetes.

• Athan G Dial
• Cynthia M F Monaco
• Grace K Grafham
• Nadya Romanova
• Jeremy A Simpson
• Mark A Tarnopolsky
• Christopher G R Perry
• Evangelia Kalaitzoglou
• Thomas J Hawke

抄録

1 型糖尿病（T1D）は、その根本的なメカニズムは不明であるが、骨格筋の健康に悪影響を及ぼすことが報告されている。ミオスタチンはミオカインの一つであり、その発現量の増加は筋消耗性疾患と関連しているが、T1Dのヒトでは報告されていないが、前臨床糖尿病モデルではミオスタチンの発現量が高いことが示されている。そこで、本研究の目的は、T1D患者の血清中および骨格筋中のミオスタチンの発現が、対照者と比較して上昇しているかどうかを調べることである。第二に、18～72歳のT1D患者（N=31）/非患者（N=24）の女性と男性のミオスタチン発現と臨床的に重要な指標（HbA、筋力、除脂肪量など）との関係を探ることを目的とした。体組成、ベースラインの筋力、血液サンプル、大腿横隔膜筋生検を評価した。血清ミオスタチン発現は、筋肉ではなく、T1D患者と対照群で有意に上昇し、T1D男性よりもT1D女性の方が高い程度に上昇していた。血清ミオスタチン値はHbAおよび疾患期間と有意な関連はなかった。血清ミオスタチン発現と最大随意収縮（MVC）および体脂肪量との間には、対照群では有意な相関が認められたが、T1D患者ではこれらの相関は有意にならなかった（MVC：R=0.64対照群 vs R=0.37 T1D；体脂肪量。R=-0.52コントロール/R=-0.02 T1D）。)血清ミオスタチンは除脂肪体重と相関しており（R=0.45）、この傾向は両群で別々に認められたが、どちらも統計的有意差には達しなかった（R=0.47コントロール/R=0.33 T1D）。全体的に、T1D患者では血清ミオスタチン値が上昇していたが（特に女性）、ミオスタチン発現は、対照群ではいくつかの関係性があったにもかかわらず、臨床的に関連する指標とは相関していなかった（例：除脂肪/脂肪量）。T1Dにおけるミオスタチン増加のメカニズムを完全に理解するためには、今後の研究が必要であり、特にインスリン投与との関係を明らかにすることが重要である。

Type 1 diabetes (T1D) has been reported to negatively affect the health of skeletal muscle, though the underlying mechanisms are unknown. Myostatin, a myokine whose increased expression is associated with muscle-wasting diseases, has not been reported in humans with T1D but has been demonstrated to be elevated in preclinical diabetes models. Thus, the purpose of this study was to determine if there is an elevated expression of myostatin in the serum and skeletal muscle of persons with T1D compared to controls. Secondarily, we aimed to explore relationships between myostatin expression and clinically important metrics (e.g., HbA , strength, lean mass) in women and men with (N = 31)/without T1D (N = 24) between 18 and 72 years old. Body composition, baseline strength, blood sample and vastus lateralis muscle biopsy were evaluated. Serum, but not muscle, myostatin expression was significantly elevated in those with T1D versus controls, and to a greater degree in T1D women than T1D men. Serum myostatin levels were not significantly associated with HbA nor disease duration. A significant correlation between serum myostatin expression and maximal voluntary contraction (MVC) and body fat mass was demonstrated in control subjects, but these correlations did not reach significance in those with T1D (MVC: R = 0.64 controls vs. R = 0.37 T1D; Body fat: R = -0.52 controls/R = -0.02 T1D). Collectively, serum myostatin was correlated with lean mass (R = 0.45), and while this trend was noted in both groups separately, neither reached statistical significance (R = 0.47 controls/R = 0.33 T1D). Overall, while those with T1D exhibited elevated serum myostatin levels (particularly females) myostatin expression was not correlated with clinically relevant metrics despite some of these relationships existing in controls (e.g., lean/fat mass). Future studies will be needed to fully understand the mechanisms underlying increased myostatin in T1D, with relationships to insulin dosing being particularly important to elucidate.

© 2020 The Authors. Physiological Reports published by Wiley Periodicals LLC on behalf of The Physiological Society and the American Physiological Society.