초록 ▼

목적 및 방법: 노인당뇨병의 대사이상과 미토콘드리아 기능이상의 원인과 역할을 규명하여, 노인당뇨병 표적인자를 발굴하고자, 노인코호트와 골관절수술 시행 노인당뇨병군, 노화동물모델을 이용하여 대사지표과 미토콘드리아 기능분석을 시행하고, microarray 분석으로 표적유전자를 발굴, 일부 표적인자의 기능을 과발현실험을 통해 확인함. 결과: ① 노인근육이 양·질적으로 감소하고, 근감소증이 대사지표 악화와 연관됨. ② 노인당뇨군에서 체지방량 증가, 인슐린저항성 악화 관찰 보였음. 노인당뇨군에서 근육량은 차이 없었으나, 혈당조절 불량시에는

목적 및 방법: 노인당뇨병의 대사이상과 미토콘드리아 기능이상의 원인과 역할을 규명하여, 노인당뇨병 표적인자를 발굴하고자, 노인코호트와 골관절수술 시행 노인당뇨병군, 노화동물모델을 이용하여 대사지표과 미토콘드리아 기능분석을 시행하고, microarray 분석으로 표적유전자를 발굴, 일부 표적인자의 기능을 과발현실험을 통해 확인함. 결과: ① 노인근육이 양·질적으로 감소하고, 근감소증이 대사지표 악화와 연관됨. ② 노인당뇨군에서 체지방량 증가, 인슐린저항성 악화 관찰 보였음. 노인당뇨군에서 근육량은 차이 없었으나, 혈당조절 불량시에는 근력이 약화됨. 그러나 근육지표 변화에 선행하는 근섬유 조성변화와 면적감소, 미토콘드리아 양과 기능저하, 형태파괴가 발견됨. ③ 고지방식이 노화동물모델의 체지방량 증가, 아디포카인 변화됨. 골격근에서 미토콘드리아 양의 증가와 기능감소를 보임. 장기적 운동으로 근육 시토카인 발현 및 ROS 생성이 호전됨. ④ 골격근의 microarray 분석으로 노인군 및 노인당뇨군에서 발현 차이가 있는 후보 유전자를 발굴함. ⑤ 일부 후보유전자의 기능 연구 수행, 특히 clusterin과 GPx3 과발현이 포도당 대사를 호전시키고 산화스트레스를 감소시킴을 관찰함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Research and development results
1. Clinical characteristics and metabolic parameters of Diabetes in elderly
• As the aging progresses, muscle mass decreases in their quantity and quality and the body fat mass decreases. If one has sarcopenia, especially sarcopenic obesity, the metabolic

IV. Research and development results
1. Clinical characteristics and metabolic parameters of Diabetes in elderly
• As the aging progresses, muscle mass decreases in their quantity and quality and the body fat mass decreases. If one has sarcopenia, especially sarcopenic obesity, the metabolic parameters worsen.

• Diabetes group compared to control group in elderly showed increase in body fat, increase in insulin resistance index, and no difference in muscle mass and muscle strength. However, decrease in muscle strength and decrease in muscle quality was observed in diabetes patients with poor glycemic control. Cytokines like IL-6, TNF-a etc. increased in elderly diabetes group.

2. Change in skeletal muscle and mitochondrial function in elderly diabetes group
• Decrease in quantity and quality of mitochondrial function was observed in patients with diabetes. This change was more significant in elderly patients; additionally their mitochondria were morphologically destroyed.

• Due to aging and diabetes, the change in muscle quality was observed. Type 2 fiber was decreased and especially in diabetes, the size in one fiber was decreased

3. Animal models for aging
• Mouse model for aging with long term high fat diet showed increase in body fat mass, change in adipocytokine as a result. In skeletal muscle, decrease in mitochondrial function and increase in mitochondrial quantity were observed.

• Increased cytokine expression, decreased Catalase/GPx expression and increased ROS production as a result found in aged SD rat’s muscle, improved by long term exercise.

4. Target gene findings in various age groups and elderly groups with diabetes through gene analysis.
• By analyzing the gene expression, using affymatrixchip, in the skeletal muscle of human and animal models, candidate genes were found as follows.
Elderly group vs. young group (Human- 473 count increase, 180 count decrease in elderly gene expression; SD rat- 2224 count increase, 2565 count decrease in elderly gene expression) Elderly control group vs. diabetes group (Diabetes group- 2336 count increase, 2600 count decrease)

• By analyzing each gene expression, researchers were able to find many target genes, their pathways, and are continuing the analysis. The candidate gene related to the muscle mass or mitochondria has shown an increase in clusterin, PLA2G7, MYH3, MYH10, and GPx3 while showing a decrease in myostatin, IRS, UCP3, ARRDc2 and no significant change in Sirts in the elderly group.

5. Functional study of candidate genes
• Clusterin: Experiments on Clusterin overexpression were performed. It is believed that the increase of Clusterin in the muscle will perform compensatory effect to the glucose metabolism.

• Glutathione peroxidase 3: In the case of GPx3 overexpression, extracellular oxidative stress was reduced. It is believed that the reason the GPx3 increases in the muscles of elderly people is to compensate and overcome oxidative stress and insulin resistance.

• Other studies of genes are in progress such as UCP3, IRS, Nampt(nicotinamide phosphoribosyltransferase).

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 7CONTENTS ... 11목차 ... 12제 1 장. 연구개발과제의 개요 ... 13 제 1 절. 연구개발의 목적 ... 13 제 2 절. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 13 제 3 절. 연구의 필요성 ... 15제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 19 제 1 절. 타 연구 기관의 연구현황 ... 19제 3 장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21 제 1 절. 정상 및 당뇨병 노인 코호트의 확립과 추적 역학 연구 ... 21 제 2 절. 노인 당뇨병 환자와 정상인의 대사 및 근육 지표와 미토콘드리아 기능분석 ... 46 제 3 절. 고지방식이유도 노화 당뇨병 동물모델 형질분석 ... 64 제 4 절. 장기간의 운동이 노화 백서의 근육에 미치는 영향 ... 71 제 5 절. 만성적인 Herbicide, Atrazine이 백서 근육 미토콘드리아 기능 및 인슐린 저항성에 미치는 영향 ... 74 제 6 절. 골격근에서 노화에 의한 유전자 변화 ... 75 제 7 절. Microarray에서 변화를 보인 유전자의 기능연구 ... 88제 4 장. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 94 제 1 절. 목표 달성도 ... 94 제 2 절. 추진성과의 활용도 및 파급효과 ... 97제 5 장. 연구개발결과의 활용계획 ... 98제 6 장. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 100제 7 장. 참고문헌 ... 101끝페이지 ... 103