鉄過負荷は肥満児の血糖値の上昇と関連しており、in vitroでは高グルコース誘発性内皮細胞機能障害を悪化させていることが示唆された

Iron overload is related to elevated blood glucose levels in obese children and aggravates high glucose-induced endothelial cell dysfunction in vitro.

• Wei Wu
• Jinna Yuan
• Yu Shen
• Yunxian Yu
• Xuefeng Chen
• Li Zhang
• Ke Huang
• Jianying Zhan
• Guan-Ping Dong
• Junfen Fu

抄録

序論:

本研究は、高血糖症誘発血管機能障害の初期段階における鉄過負荷の役割を調べるために実施された。

INTRODUCTION: This study was performed to investigate the role of iron overload in the early stage of hyperglycemia-induced vascular functional impairment.

研究デザインと方法:

合計196名の肥満児が登録され、フェリチン値、血糖値、頸動脈内膜厚、肝機能と線維化指数、ヘモグロビン、血圧、血中脂質、炎症指標に関するデータが収集された。フェリチン値は、年齢と性別を一致させた健康な非肥満児148人からなる対照群と比較した。内皮細胞を高グルコース培地で培養し、鉄除去剤（デフェロキサミン）、還元剤（Ｎ-アセチル-システイン）、または核因子-κＢ（ＮＦ-κＢ）阻害剤（ＢＡＹ １１-７０８２）の有無にかかわらずクエン酸第二鉄を補充した。アポトーシス、酸化ストレス、一酸化窒素レベル、エンドセリン含量を評価した。DNA マイクロアレイ解析を行い、NF-κB シグナル伝達経路における遺伝子の発現を解析した。

RESEARCH DESIGN AND METHODS: A total of 196 obese children were enrolled, and data regarding ferritin levels, blood glucose levels, intima-media thickness of carotid arteries, liver function and fibrosis index, hemoglobin, blood pressure, blood lipids, and inflammation indicators were collected. Ferritin levels were compared with a control group, which consisted of 148 healthy non-obese children who were age-matched and gender-matched. Endothelial cells were cultured in high glucose medium and supplemented with ferric citrate with or without iron remover (deferoxamine), a reducing agent (N-acetyl-cysteine), or a nuclear factor-κB (NF-κB) inhibitor (BAY 11-7082). Apoptosis, oxidative stress, nitric oxide levels, and endothelin content were evaluated. DNA microarray analysis was performed to analyze the expression of genes in the NF-κB signaling pathway.

結果:

肥満児は対照群と比較して有意に高いフェリチン値を示した。フェリチン値はヘモグロビンと正の相関があり、耐糖能障害、高血圧、脂質異常症、肝機能障害などの代謝障害と関連していた。クエン酸第二鉄で処理した内皮細胞では、高グルコース条件下でアポトーシスの発生率が有意に高く、酸化ストレスのレベルが高く、血管運動機能が低下していた。これらの効果は、鉄除去剤、還元剤、NF-κB 阻害剤を投与することで改善された。さらに、細胞内のリン酸化p65の分布を検出したところ、NF-κB経路が活性化されていることが確認されました。DNA マイクロアレイとその後の遺伝子オンコロジー濃縮解析により、細胞内で活性化された主なプロセスが明らかになった。

RESULTS: Obese children have significantly higher ferritin levels compared with the control group. Ferritin level was positively correlated with hemoglobin and was related to metabolic disorders, including impaired glucose tolerance, higher blood pressure, dyslipidemia, and impaired hepatic function. Endothelial cells treated with ferric citrate showed a significantly higher rate of apoptosis, higher levels of oxidative stress, and impaired vasomotor function under high glucose conditions. The above effects were rescued by treatment with an iron remover, reducing agent, or NF-κB inhibitor. Further, detection of phosphorylated-p65 distribution in cells confirmed activation of the NF-κB pathway. DNA microarrays and subsequent gene oncology enrichment analyses revealed the main processes activated in cells.

結論:

フェリチンレベルの増加は、肥満児における耐糖能障害およびその他の代謝障害と関連している。細胞レベルでは、鉄過負荷は高グルコースによって引き起こされる内皮細胞機能障害を悪化させた。

CONCLUSION: Increased ferritin levels are related to impaired glucose tolerance and other metabolic disorders in obese children. At the cellular level, iron overload aggravated the endothelial cell dysfunction caused by high glucose.

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