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n本家禽学会誌,42.･c"97‑J208,2005＜総説＞

鳥類カルシウム代謝における骨髄骨の形成と吸収杉山稔惠
新潟大学農学部〒950‑2181新潟'li II‑￨−嵐二のlliI8050

鳥類は，産卵期において炭酸カルシウムからなる卵殼形成を行うため，哺乳類と異なったカルシウム
代謝を行っているO"骨髄骨は，産卵期の雌にのみ観察され，主に大腿骨および脛骨の骨髄腔内に網状に発達する。この骨髄骨は成熟に伴って発現しており，エストロジェンおよびアンドロジェンの協同作￨弓Hによって誘導される。骨髄骨では,IIIJ￨jli'il期に伴い骨芽；lllllaによる骨形成と破'nflllllaによる骨吸収が交互に行われ，リ￨職形I戊のためのカルシウムを卵管へと供給している。これら産卵III1!Ulに伴う 骨形成と'け
吸収は，エストロジェン，上皮小体ホルモンならびにカルシトニンによって調整されていると考えられている。

しかしながら，鳥類におけるカルシトニン作用については，現在でも論議されている。ここでは，骨髄骨の概説に〃￨IL,カルシトニンの椛辿と分泌，カルシウム'i'[蜥性への関与，カルシトニン受容体に関するこれまでの川 先を紹介し、鳥類におけるカルシトニンに￨兇￨する今後の研究を￨災割!した。
キーワード：烏斌′判髄'月'，骨形成，′￨ ￨吸収，カルシトニン

説し，その'骨吸収調節ホルモンと薄えられているカルシ
は じ め にトニン(CT)のこれまでのli川'先を紹介する。

鳥類は，産卵期において炭酸カルシウムからなる硬いI.骨髄骨

卵殼をもった卵を生むため，哺乳類とは異なったカルシ

ウム代謝を行っている。産卵鶏の卵殼は，約5.79の炭酸

骨髄骨基質と細胞カルシウムからなり，この中に2.39のカルシウムが存

骨髄'''1．は．産卵期になると大腿骨，脛骨などの皮質骨ｲする(Etches,1987)。この卵殼に含まれるカルシウムの''1．￨ﾉ111側から骨髄腔に￨fi]けて網状に発達し，骨髄ll空の約￨!tは，産卵鶏体内の全カルシウム量の約10%に州当し，30％を,liめるまでにいたる(Simkiss,1961)(Figure

ｲ側H1約300個以上の卵を/￨産する現在の産卵fUでは，年l)。′￨@l･仙骨基質は皮質骨とはｿ'lなり，石灰化の度合いはIM6909のカルシウムが卵殼へと分泌される。この量低く，コラーケン含量が少なく，酸性ムコ多糖類（酸性は，産卵鶏体内全カルシウム量の20倍以上に￨:ll当する

ク､リコサミノグリカン）を豊富に含んでいる(Candlish,(Miller,1992)。卵殼カルシウム源は食餌性カルシウム

1971;CandlishandHolt,1971;BonucciandGherardi,に依存しており，腸管で吸収されたカルシウムの約40％

1975;YamamotoGI(z/.,2001)。この骨髄骨表面には，骨が産卵期にのみ出現する''1．髄骨'(medullaryl)one)に一芽#lll胞(ostCoblast)およびlik'￨fl･細胞(ostcoclasl)が存

ll!il'￨<｣に蓄積され，その後，骨髄骨からカルシウムが動員在し， ￨§僻ll1胞が骨基質｢ﾉ1に11l!没している(BIoom"""

されて卵殼カルシウムとして利用される(Muellereml.,

1958;BollLIcciandGherardi,1975;Sugiyamaand

1964;Miller,1992;Dacke,2000)｡

Kusuhara,2001)｡

本稿では，鳥類の産卵期に出現する骨髄骨の特徴を慨

骨･形成を担う骨芽細胞は，立方形を呈し，卵￨｣'形の単核をｲ].Lている。この細ll包質には発達したゴルジ袋i,'':,iと2005年6月9FI受付,2005年7月21日受III!
連絡者：杉山稔,酉

〒950‑2181新潟市五十嵐二の町8050新淵大学農学部

粗同li小lla体が観察され，沽充な分泌性細胞の典叫!的な特徴を示している。細胞質には'￨&l石￨火化と関連したアルカ

TEL&FAXO25‑262‑6668

リ性フォスファターゼが存ｲ[し，この酵素が骨形成紺1胞

E‑mail:sugiyama@agr.niigata‑u.ac.jp(ostGogeniccell)および骨形l戊能の指標として一般に

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ll本家禽学会誌42&J4号(2005)

図1．産卵鶏大腿骨の横断像.CB:皮質骨;MB:骨髄骨.(A)産卵鶏大￨腿骨のX線像．網状の骨髄'￨,lが骨髄腔内に発達している．また，骨髄骨は皮質骨と比鮫して石灰化の度合いは低い.X6.(B)産卵剛大腿骨の光学顕微鏡像．骨髄骨は，峻性粘液多紬舶に富んでおり，アルシアンブルーで機く染まる.X50.
Figurel.CI‑osssGctionsoffemursfromegg‑layinghens.CB:CorticalBone;MB:MedullaryBone.
(A)AmicroradiographoI1hehenfemur.ReticLllal‑medullal‑yboneisdevelopedinmal･row
cavities.Thecalci6cddensityo1.1hcmedullaryboneisIowerthanthalofthccorticalbone.

X6.(B)Amicrographofthehenfemul‑･Mcdullaryboneisintenselystainedwithalclan
bluestaining,sLlggestingthatthemedullaryboneisabundantinacidmucoDolvsacchal‑ide.
X50.

用いられている。骨形成は，骨基質形成とそれに迩延し

ム岬素によって消化される。また，骨基質より溶出したて起こる石灰化の過程を経て行われる(Figure2A)。一部の骨芽ll111回は，自身の形成した骨J1頃に埋没し'￨:l細ll包カルシウムも細胞￨ﾉ1を通過してﾈlll胞外へと放ll‑lされる。

(osteocyte)となる。′￨:l細ll包の細胞庇は乏しく,1111ili小′''1･仙骨は，産卵鴎では排卵の始まる12‑1411前に形成

胞体の発達も乏しい。′'1．細胞は，他の骨細胞および '1芽

され，鳥類の産卵期にのみ出現することから，その形成

骨髄骨の初期形成

細胞と；Ⅲ￨￨包質突起のタイトジャンクションを介してネッ

は性ホルモンによって誘導されることが示￨唆されているトワークを形成しており，細胞間での情報伝達をｲ｣:って(BIoom"".,1941,1942)。実際，去勢した雄ニワl、リおいる。

よびウズラにエストロジェンとアンドロジェンを投与，破骨ﾎlll胞は骨吸収（骨の溶解）をll1っており，数帖￨かもしくは成熟した雌ウズラにエストロジェンを投与する

ら数￨‑IMIの核を有する多核巨細胞で，これらの核は不規ことによって骨髄骨は容易に形成される(BIoom"".,llllな外形と辺縁クロマチンの発達で特徴づけられる。＃￨II

1942;Ohashi""J.,1987,1991)oしかしながら，これら胞質には,il)V石酸抵抗｣ill搬性フォスファターゼを有しての ￨{￨ヨホルモンのいずれかが欠如しても骨髄骨･は形成されおり，破骨細胞の指標解素として用いられている。また，ないことから，エストロジェンおよびアンドロジェンが多数のミトコンドリアと小胞が細胞質全休に散在し、骨協￨1ilして骨髄骨の形成に携わっていると考えられる

展質lllllのlllll包膜は波状縁(ruffledb()rder)とlifばれる(BIoom"".,1941!1942;Ascenzi"".,1963;Miller

無数のlll胞質突起を形成しており，この部分で開II分泌

andBowman,1981)。

によるライソゾーム酵素の放出と妓状縁に局在する液胞

産卵周期に伴う骨髄骨の形成型I‑I+‑ATPaseによる雌(H+)の放lllが行われ，酵素に′け髄'制･の骨芽ﾎllllluによる骨形I戊と破骨；￨M胞による骨吸よる'H'ﾉ,(質の溶解と雌による脱灰が行われている

収は，産卵周期，すなわち卵管￨ﾉ1の卵の位置にltiじて交(Figure2B)。その脚￨jl:￨は．アクチンフィラメントに富互に行われる。鳥類の卵管は卵巣に近い順に漏斗部，卵んだ細胞質からなる明,IM;(clearzone)と呼ばれるﾙ造白分泌部，峡部，卵殻腺部（子宮部）および膣部に大別が存在し，これは波状縁におけるライ､ノゾ､−ム沸素と酸される。産卵鵡の賜合には，卵が卵管各部位に洲:在する性の瞭境を保持するべく外界とを遮lWiしている。溶I/,4しII1FIIIIは，漏斗部15‑20分間,U￨jl:￨分泌部3‑3.5時間，峡部

た骨の有機質は細胞内に取り込まれ，さらにライ､ノゾー

1.25‑1.5時間，卵殼IIMI部18‑2211ｷ間および膣部1−3分間

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杉l̲ll:鳥類骨髄骨の形成と吸収

Ca

︑１ノ

Ca

D

BOneMatri麓γ繊勘鰄鰄縦""(B)Osteoclast(A)Osteoblast

図2．骨芽ｲll1胞による''1．形成(A)と肢骨細ll包による骨吸収(B)のメカニズム.RER:柤面小胞体;LE:ライ､ノゾーム酵素;RB:波状縁構造．

Figure2.MechanismsoIosteoblasticboneformation(A)andosteoclasticbonel‑esorption.RER:
Rough‑EndoplasmicRcticulum;LE:LysosomalEnzymes;RB:RumedBorders.

OsteOclast鴬議溌

OsteoMast

OViduCt

〆否）

面 …

癖

A■BoneFormation

PT H

CT？

E

￨XI3.産卵1111川に伴う'骨髄骨の形成と吸収.PTH:上皮小休ホルモン(MII甲状腺ホルモン);CT:カルシトニ
ン;E:エストロジェン

Figure3.Mcdullaryboneformationandl･csorptionduringtheegg‑layingcycle.PTH:Parathyroid
IIormone:CT:Calcitonin;E:Estrogen.

で．これらのll!jlllllﾉ1で￨X￨3に示すように骨芽ﾎ￨H胞と彼 円いる。これら産卵H期に伴う骨形成の促進と停ll皇は，エ細胞はそれぞれ形態が変化し，機能の低下もしくは冗進を示す(SugiyamaandKusuhara,2001)。卯が卵管の猯斗部，卵lLl分泌部もしくは峡部に存在し，卵殼形IJkの行われていないl11刈では，骨芽細胞には発達した粗面小胞体がみとめられ,Wt方形を呈して顕著な骨形成を行っストロジェンによって調整されている。産卵期における成が終｣麦する直後に最もその濃度が高くなる(Shodonoている。一方，卵が卵殼￨￨泉部に存在し，卵殼形成の行わ

αα/.,1975)｡また，骨芽細胞にはエストロジェン受容体

れている時1Ulでは， 側･芽細胞は萎縮し骨形成を停止してが発現しており，卵が卵白分泌部に存在する時期にエス

l1ll'￨‑1エストロジェン濃度は産卵周期に伴って変動しており，卵が卵白分泌部に存在する時期には比較的高い濃度でl1腓 し，卵殼形成期にその濃度が減少した後，卵殼形Copyright ©2005, Japan Poultry Science Association

J2001‑￨木家禽学会誌

12巻J4号(2005)

トロジェン受容体競合阻害剤（タモキシフェン）を投与
n . C T

すると，′丹芽Ⅲ胞による骨形'戊が低卜･することが知られている(Ohashiem/.,1990a,1990b;OhashiandKusu‑

C'1,の構造と分泌

hal･と1,1993)。最近，エストロジェン受容体にはαとβのCoppら(1962)により新しいⅡlli,'iカルシウム低ド物

2つのサブタイプが存在し，このIIIIj背の発現量の相違によりホモもしくはヘテロ受容体ダイマーを形成し，それ質としてCT(calcitonin)の存在が提唱されて以米．29
柿の勤物から35のCTの描造が決定されている

ぞれ異なった遺伝子を活性化してエストロジェンに対す(Lasmoles""1.,1985a,1985b;Homma"".'1986)｡

るⅡ縦特異性を決定しているものと考えられている

それらの構造は動物の種により異なっており，構造上の(SaLmdel･s,1998)。骨髄骨では，エストロジェン受容体αの発現量が高く，またそのI｢"12は骨芽細胞に存在することが示されている(SLIgiyamaαα/.,2001;Imamura

類似性からブタCT系列（偶蹄類)、ヒトCT系列（霊長航およびげっ歯類)，サケCT系￨」（硬骨魚類および烏1JI)に大きく分類される(Hofrg/u/"2()01)。鴉CTはサα〃/"2004)。この発現パターンは，リ￨噌卵殼腺部と類似

ケ系￨ICTとして分類され，キンギョCTと2個のアミしており，産卵期に苦しく発述する￨,l,j組織のいずれもがノ雌しか違わない(Sasayama"""l993)｡

エストロジェン受容体βと比較してエス￨､ロジェン受

祥体αが高発現していることは皿'味深い。
産卵周期に伴う骨髄骨の吸収

すべてのCTは,32個のアミノ峻雌基からなる短鎖のペブチドで,l位と7位がジスルフィド結合(S‑S結合）
し,C末端はアミド化されている。これまでのところ，破骨＃lll胞は，産卵周期に伴ってそのｲlll胞数を変化させ

1,4,5,6,7,28および32番目に位置するアミノ酸はるのではなく，細胞自身の骨吸収能を変化させ，骨吸収すべての繩で共通であり，受容体hW"￨MI弓化に必要な領域の促進と停I上を繰り返しており,'￨"l伽,￨1･から卵殼へのカ（アミノ￨'陵￨妃l11‑7番目）と受容体粘合に必要な領域（アルシウム供給に大きな役'訓を眼たしている(Figure3)

ミノ￨IWIdyﾘ8‑32番目）に分加できる(Feyen"""(Miller,1977,1981;SugiyamaandKLIsLlhara,1993a)｡

1992)｡

すなわち，卵が卵管の漏斗部，卵''1分泌部，峡部に存在

CTのﾉIZⅢ活性は,241I寺間絶食させた休電1509前後

するll!f川においては．破骨細胞は け吸収を停止し，明帯を介して骨髄骨表面に付着している。一方，卵が卵管のの雄ラットに検体を静脈注射し,1時￨川後に血清カルシ

卵般腺部に移動して，卵殼形成が始まると，破骨細胞は発達した波状縁を有して顕著な骨吸収を開始し，卵殼形'戊のためのカルシウムを卵管へと供給する。

searchCouncil)mUと定めている。現在では，ラット

ウム仙を10%低下させる量をlOMRC(MedicalRe‑に標準IIIIllあるいは検体をそれぞれ投与して,1時間後のlilli,'iカルシウムの低下度を比較することでその生理活性

l'lli孔ﾘ11iにおける骨吸収洲節ホルモンである上皮小休ホを￨'&￨￨"'.i1位(U)として求められており，この凶際単位はルモン(mll甲状腺ホルモン）およびCTの産卵周期に伴I)il述のMRC単位に札￨当する｡CTのﾊW￨§は，動物極に">IIll'￨'膿度が，産卵鶏および成熟雌ウズラにおいて調べ

よって災なり，サケ系列CTﾊF￨￨;は1,000から5,000られている(Dackeαα/.,1972;vandeVelde"".,

MRCU/mgを示し，哺乳類[￨￨米のもの(50‑200MRC

1984)。その結果，卵殼形成の行われていない時期では，

U/mg)と比較して高く，持続llｷIIIIも長い(Kcnny,1971;

11II'￨1CT濃度は卵殼形成の行われている時期よりも高Nietoe/(z/.,1973;Newsomeaα/"1973;I‑Iolnmaaα/.,

く，一方,11皮小体ホルモンは全く正反対の動態を示す

1
9
8
6
)
。

ことが'ﾘlらかとなった。すなわち、卵が卵殼11部に存在

l'lli孔1弧では,CTは前駆物質として￨￨l状ll泉内に存ｲlIすするll｣｣期では，舶著な骨吸収とともにⅢl'‑￨‑!上皮小休ホルる臆''@傍舟llllla(C細胞または￨ﾘlillllluとも呼ばれる）内にモン膿l災が最も,淵〈なっている。また，卵が卵白分泌部

分泌IMWitで蓄榿されており,Cilllll(J%lllllall塊のカルシウムにｲ｣':fl;する時期のウズラに￨z皮小休ホルモンを投与する!":l1受容体(calcium‑sensingreccploI‑:CaSR)が血｢￨'と．′F1･仙骨における破骨細ll包が波状縁描造を有して骨･吸イオン化カルシウム濃度の低下を感知し,C細胞から収が起こることが示されている(Miller,1978;Millergj

CTが分泌される(Garrettem/"l995)。また，その他の(".,1984)。このことから，産卵I11期に伴う破骨細胞によガストリン，グルカゴン等の消化管ホルモンによってもる ￨ﾘ･吸収の促進と停止は,̲L皮小体ホルモンとCTにlll状腺からのCT分泌が促進される(Bell,1970;Care

よって洲蟠されると考えられる。しかしながら,CTにα〃/.,1971)。一方，鳥類においては111状腺内にC細胞は￨%lしては後述するように，烏舶における/t理作用は現在も砿,浦されているところであり，未だCT受容体のｲ｣在分ｲ￨jせず，甲状腺からのCTの/￨1成・分泌はみられないがlIlli樅に示されていない。

mobl･anchialgland)のCil1111世においてCTが生成・分(KraintzandPuil,1967)｡,I;狗rIでは，鯏後腺(ulti‑

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杉山：烏航骨髄骨の形成と吸収

1201

泌される(Copp"""1967a,1967biTaubcr,1967)｡

イオン化カルシウムの｜昇が引き金となって鯏後llilから

鯏後''1↓は胎生第6鯏襄の￨ﾉ111ｲ雌にlll米し，孵化後は￨￨￨状のCT分泌が促進されること示している。

￨￨＃(の尼仙￨に一対が分離した形で存在する(Coppe/"/"(3)CTによるlill1￨'カルシウム値の減少(hypocalccmia)

l967b)｡1l巾乳類の胎生期においてもこの鰕後腺は存/II

多くの研究者により，鳥類にCTをli｡接注射し,CTしており．胎児の成長過程でlll状ll泉内に入り込んで甲状による血中カルシウム値の減少作用(hypocalcemic作腺C細胞となる。鳥類以下では，鯏後腺が甲状腺に入り用）を見出そうする試みがなされている。しかしながら，込むことなく，独立した器官としてそのまま残存したも一部の研究者(Krainlzandlntscher,1969;LIoyd"""のである(PearseandCarvalheira,1967)｡

1970)を除き，多くのli川究苫はCTによる血『￨1カルシウム

烏類におけるCTのカルシウム恒常性への関与

価の減少は見'￨}せないとしている(Urist,1967;Candlish

1962年のCoppらによるCTの存在が報告されて以andTavlor,1970)。これらは,CTによるhyp()calcemic

米，ウズラ，鶏を中心として'￨､"､〉頬におけるCTの生珊￨<j

作川に̲'二皮小体が迅速に反ﾙ心して上皮小休ホルモンを分役割を解Iﾘlしようとする様々な試みがなされてきた。

泌し,CT注射後わずか数分以￨ﾉ1で正常なⅢl中カルシウム(1)血巾CT濃度値に戻ったものと考えられている(CandlishandTaylor,

鶏における血中CT濃度が，前述したラットのバイオ1970)。実際上皮小休ホルモン分泌器官である上皮小体

アッセイ法を用いて調べられている。その結果，孵り￨117を除去してCTを投Ij.すると，血中カルシウムll'i[の有意日の鷆胚から1,100mU//のlil[[￨'CTが検出され，リ￨l'r化

な減少が観察される(SommervilleandFox,1987)。ま直前の孵卵20日においては約4f'iの4,700mU/jにまでた，鯉後￨￨泉を除去した鶏においては,CTによる急激に増加し 鶏胚の'$pipping''時には11,000mU//に

hypocalcemic作川が欠如するため，血巾カルシウム値

達し，孵化とともに急激に減少する(TaylorandLewis,

は慢性的に高いll'lIを示す(Dacke,1979)。産卵I11期でも，1972;Taylor"".,1975;Cutleraα/.,1977)｡これら

CTに対する感受'性は異なっており，卵殼の形成されての変動は，血巾カルシウムlll'[とは関係なく起こっておいない排卵後511寺￨川にCTを投与すると，1m中カルシウ

り，孵化直前の鶏胚の外部隙境への適応（肺呼吸への移ム値の有意な減少がみられる(LuCkelU/"1980)。これｲ｣蝉）と関連していると考えられているが，詳細は￨ﾘ￨ら

らの研究は，いずれも鳥類においてもCTによりⅢl中カ

かではない。また，1戊熟過I1,1におけるウズラの血中CT

ルシウム値が減少することを示しており，烏噸のカルシ

濃度は,1‑8ケ月齢においてﾉくきな変動はなく，ほぼ一

ウム恒常性の雑￨＃にCTが深く関わっていることを示唆

定(264‑396mU/J)に惟移する(BoelkinsandKenny,

している。

1973)。しかしながら，雌においては成熟直前に急激な一CT受容体過性の上昇(surge)が観察され，成熟後は産卵周期に{､ドCTは，標的組織の細胞膜に存在するCT受容体を介う変動もみられる(Dackc"""1972,1973,1976)。まして作用する。CT受容体は,1991年ブタ 符上皮細lll包株

た，肌味深いことに，成熟した雄では未成熟鴉およびI戊(I､LC‑PKIMlllll(J)よりクローニングされ,482のアミノ

熟雌よりも約3倍高い濃l更で維持される(Boelkinsand

雌より構成される分子量55kDaのタンパク質であり,7

Kelmy,1973;Dackegr(z/.,1976)｡このCT濃度は精巣つの疎水性領域でｲl1111tlll箕を貫通した7111膜t!i皿型ペプチ

除去によって減少し，未成熟鶏にテストステロンを投与

ドホルモン受容体であることが明らかとなった(Lingr

すると上昇する(Dackeelul.,1973,1976)。このことか

a/.,1991)。このCT受容体は，副甲状腺ホルモン/511甲

ら,CTの分泌には性ホルモンが関与していることが,｣《状腺ホルモン関連ペプチド，コルチコトロピン分泌因唆されているものの，成熟雌におけるCTの生理的役IIfll

子，さらにはセクレチン間連ベプチドファミリーの受容については不明である。

体が属するGタンパク伽災￨連受容体タイプⅡ(G‑protein(2)CT分泌conncctedreceplor‑n:GCRP‑n)サブファミリーに

高カルシウム飼料を持続￨{I(jに給与した鶏では，鯏後ll}i!

分類される。CT受容体の細I包外に長く伸びたN末端領の機能冗進がみられる。逆に，低カルシウム飼料を給与

域は，多数の糖鎖結合部位が存在し，システイン還元部

した場合，鯏後腺の萎縮がみられ,CT分泌も著しく減位も存在する。CTのC末端は，このCT受容体｡､I末端少する(Mueller"(z/..1970;Eliam‑Cisse""I"1993)。

へ結合する｡CT受容体の存在は,1251標識CTを用いた

また，鯏後腺を器官培養して，培地41のカルシウム濃度

オートラジオグラフィーにより哺乳類で詳illlに$州くられを変勤させると，カルシウム淡度の̲上昇に依存してCTており，破骨；￨￨￨￨￨世ならびに腎尿細管細胞を始めとして，分泌が促進される(Nieto"".,1975)。これらの実敬粘神経系，｜￨台盤，卵巣，帖巣，精子，リンパ球群でCTの結果は,lllli乳類での甲状ll泉からのCT分泌と同様に,lill'￨1

合が確認されている(WarshawSky"".,1980)。また，

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J202￨I本家禽学会,;&42巻J4)j･(2005)
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PKAPKCCa2+

IXI4.カルシトニン受容体と￨￨iW￨f伝達CT:カルシトニン;PKA:プロテインキナーゼA;PKC:ブロテイン
キ十一‐け、r、I ／ ｰ ー ･Figure4.CalcitoninreceptorandsignaltransdLIclion.CT:Calcitonin;PKA:ProteinKinaseA:PKC
ProteinKinaseC

タンパク質およびmRNAレベルで乳腺，腸管,胸腺，卜Yumitaαα/・,1991)が起こり，破廿細胞の骨吸収を￨I'[}X

垂体,511腎でのCT受容体の発現が確認されている。こ抑制する(SuzUkigr""1996;Wadaαα/.,1996)。

のことは,CTがカルシウムの恒常性に関与しているだ

鳥類におけるCT受容体は，未だクローニングされてけではなく，多様な組織の機能に複雑に関連しているこ

おらず，分子生物学手法を用いたCT受容体の役削をIﾘ｜とが示唆される。

らかにしようとする試みの大きな￨{,､￨砦となっている。

活性化した(CTと結合した)CT受容体は，膜貫辿疎烏類破骨細胞における力ルシトニン受容体

水性領域の5番￨‑lと6番目を結ぶ細llm質の第3ループと哺乳類ではCTの標的細胞として破骨細胞が知られてC末端側の領域でGタンパク質(GsおよびGqタンパ
ク質）と結合し，これをGDP結合型（不活性型）から

おり,CT受容体を介して破骨舟lllll包の骨吸収を直接抑制する。烏類では，主にウズラおよび鶏の骨組織より破骨

GTP結合型（活性化型）へ変換する。その結果，アデニ細胞を分離・啼養し,CTの'￨4･吸収抑制に関するli叩先か

ル酸シクラーゼによりcAMPが疎生され,cAMP淡嘆

成されている(Tablel)｡

依存性プロテインキナーゼAが活性化される。また,Gp

NichoIsollら(1987)は1511齢の鶏より破骨ｲlllll世を分タンパク質はホスホリパーゼC(PLC)を活性化して．

離・培養し,1251標識CTを川いたオートラジオグラ

細胞膜上のホスホイノシトール脂質(PIP2)を分解してフィーならびにエンザイムイムノアッセイ法によりCT

イノシトール‑1,4,5‑三リン酸(IP3)とジアシルク､リ結合部位のIM認とcAMPの変助の検出を試みた。そのセロール(DAG)を細胞質中に放lllする。放出されたIP

結果,CT#i'『含部位は鶏破骨lll胞にみられず,CTによる

3は小胞体に作川し，小胞体内カルシウムの放出を促す。

cAMPのヒサll.も観察されなかった。また,CTによる破DAGは，う．ロテインキナーゼCの活性を促進する

骨細胞の波状縁構造の消失(RB),連動性の抑制(Malgaroli""/.,1989;Zaidieml.,1990;Sug"/､.1992)(motility),骨吸収窩数(pitnumber)とその面績(pit(Figure4)。これら活性化したCT受容体の多様なシグ

area)の減少，炭酸脱水酵素(cal･bonicanhydrasG)活ナル伝達の結果，破骨細胞においては，アクチンフィラ

性等は，鯛より分離した破'H･lll胞には観察されないことメントを介した骨･への接着と連動性の抑制(Warshafsky

が他の研究により示されている。これらは，烏蛾岐 ￨'￨･lIl

aα/.,1985;LakkakorpiandVaananen,1990),′骨吸収胞にCT受容体は存在せず,CTによる骨吸収の仰ilillは部位である波状縁構造の消失(HoltropemZ"1974),ラ

ないことを示している。

イ､ノゾーム酵素の産生・分泌の抑制(Vaes,1972;

しかしながら，これらの報告とは反対に,1‑4211齢のCopyright ©2005, Japan Poultry Science Association
杉山：鳥類骨髄骨の形成と吸収

J203*1.分離した烏類破骨細胞へのカルシトニン作l1」
Tablel.EI、fectsofcalcitoninonisolatedavianosteoclasts

↑

LmDr,

Chick

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NIcholsonαα/.,1987(‑)bidingsite,cAMP

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ａ８８４４ａａｄ刊訓刀︺Ｅｄｄ
Ｆ０
６１
Ｆ３
１
１６１
１戸０１１

Chick

Authors

Effects

AgePre‑ireatments(‑)constriction,pitnumber,pitarea Dempstel･c/"/.,1987(‑)motility,pitnumbel･,pitarea

ArnettandDempster,1987(‑)cAMP

1togja/.,1985

７︼(‑)carbonicanhydraseactivity

Gayaα/.,1983

LowCa(5‑7weeks)(+)cAMP

Rifkinαα/.,1988

LowCaanddencient(+)cAMP,bindingsite,mol･phology

Eliamaα/..1988

VitaminD3(18days)Henl4−24davs

LowCa(7‑17days)(+)acidification#cytoskeleton(actin) HLIntergi(zI,,1989

0day

LowCa(2weeks)(+)morphOlOgy(RB),CarCleaSe

17‑18days

LowCa(Iwcek)(+)bindingsite

Hallaaj.,1994(‑)cAMP,morphology

NichoIsonαα/.,1986

8−12months LowCa（lweek）

deVernejoule/".,1988（MeduⅡarvBone）(+):Effect(‑):NoEffccI鶏より分離した破骨･illlll世において,CTの作用による波吸収抑制がCTによるものであることが示唆されている状縁構造の減少,cAMP産生の燗ﾉjll,ネⅢll包質酸性化の抑(SugiyamaandKLIsuhara,1993b;SLIgiyamaand

制(acidification),細胞骨格の再椛築(cytoskeleton),

Kusuhara,1996)。また，産卵鶏の頭蓋冠について,1251

骨吸収の抑制(Carclease)が観察され，鶏破骨細胞に標識したCTを川いたScatchard解析によりCTの膜

おいてもCT受容体が存在することを示唆している。こ

画分への結合解離定数(K<,)および最大結合量(B!nax)

れらの実験の多くは，分離される破骨'11胞数を哨加させが明らかにされている(YasllokagZ"/.,1998)。その結るため，供試鶏に1‑4週間低カルシウム飼料を給餌し，果,CTは頭蓋冠の細胞膜に特異的に結合し，その結合人為的に低カルシウム状態にしている。このことは，血量は産卵周期によって変動することが明らかとなった。

中カルシウム濃度の低下とCT受容体の発現になんらか

この変動は血中ステロイドホルモン濃度と述勤しておの関係があることを示している。Eliamら(1988)は3

り，エストロジェンもしくはプロジェステロンを直接投週齢の鶏に低カルシウム飼料を3週間給与した場合，分与するとCT結合能が低下する。このことから，鳥類の離した破骨細胞ではCTが細胞表而に特異的に結合し，破骨細胞におけるCT受容体の機能は，産卵＃1期に伴うcAMPを上昇させることをIﾘlらかにした。彼らは，鳥類

Ⅲ中カルシウム濃度の変動に加え，ステロイドホルモンにおいては低カルシウム状態がCT受容体の機能発現にも関連していると考えられる。

関与していることを示した。

また,CTによる破骨lll胞の'￨￨l吸収抑flillは，器'官培養

お わ り にした骨組織を川いた場合でも示されており，この場合も本稿において，産U'1期における鳥類のカルシウム代謝

低カルシウム飼料をあらかじめ給iuIしたものであるについての概説を行った。鳥類は，産卵IIj｣鳶に卵投ﾙ引戊と(PandalaiandGay,1990)｡lW￨眼 ,￨:l･髄,けより分離したいう特有の機能を果たすため,lllli乳動物とは異なったカ

破骨細胞についても,CT作川の検討･がなされているが，ルシウム代謝がみられる。このカルシウム代謝の!'1心的低カルシウム飼料を7111川給与したにも間わらずcAMP

役割は，骨髄骨が担っている。したがって，烏ｿ測､1有のの上昇は観察されなかった(Nicholson"".｡1986)｡

カルシウム代謝を理解するには，骨髄骨の骨形成および

しかしながら，卵殻形成!U1,すなわちllll｢1'イオン化カル

骨吸収の機構とそれらの機構を支配するホルモンの作用

シウム濃度が減少している￨}!FIUIの産卵鶏骨髄骨を器官培機序を十分に理解しなければならない。とりわけ,CT養した場合,CTにより破骨糸lll胞の萎縮波状緑構造のに関しては，現在でもその作用は不明な点が多く,CT

消失，アクチンフィラメントの再柵成，ならびに酸''4三受容体遺伝子のクローニングも成されていない。今後，

フォスファターゼ活性の減少が観察され，破骨細胞の骨鳥類CT受容体のクローニングを試みるともに，分子生Copyright ©2005, Japan Poultry Science Association
J2041‑1本家禽学会誌

物学的手法を用いたさらなる検討が必要であると考えら

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れる、

CandlishJKandHoltFJ.TheproteoglycansoIfowl

謝 辞
水稲は､￨Amt16年度日本家禽学会奨励賞受賞課題である「唯卵鵡骨髄骨における骨吸収と骨形成に関する研究」の￨ﾉ1容を一部まとめたものです。本稿をまとめる機会を与えていただきました学会奨励賞選考委員会ならびに編集委員会の諸先生方に感謝いたします。

*liⅡ究を行うにあたり終始懇切丁寧なご指導を賜りまcol‑1icalandmedLlllarvbone.ComparativeBio‑chcmislryandPhysiology,B,40:283‑293.1971.

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した楠原征治先生に深厚なる謝意を表します。また，多CoppDII,CockcroftDWandKllehY.Calcitoninfrom".liliにわたり私をサポートしてくださいました新村末雄

ultimobranchialglandsofdogiishandchickens.

先ﾉk,新潟大学農学部動物生産学コースの渚先生方，学ﾉ'2の杵さんならびに家族に感洲いたします。
本楠に示した研究の一部は，文部科学省科学研究費補助金(No.12760185およびNo.15580232)によるものである。

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Copyright ©2005, Japan Poultry Science Association

J208

口本家禽学会誌42巻J4号(2005)

MedullaryBoneFormationandResorptioninAvianCalcium
Metabolism

ToshieSugiyama
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Aviallcalciummetabolisminanegg‑layingperiodisextraordinarywhencompal‑edwithallotherclassesofvertebrates,becausehenslayaneggwithahard‑eggshellthatconsistsofcalcium

carbonate.Medullaryboneisaspecinctissuetoegg‑layinghensandreticularlydevelopedinmarl･owcavitiesoflongbones,suchasfemursandtibiae.Theonsetofmedullaryboneformation
requiresthecombinedinnuenceofbothestrogenandandrogen,coincidingwithsexualmatura‑tion.Onthemedullarybonesurface,osteoblasticboneformationandosteoclasticbone

1･esol･ptionaltel･nativelyoccurinrelationtothepositionoftheeggintheoviduct(anegg‑laying

cycle)andconsequentlymedullaryboneprovidesareadysupplyofcalciumtoformeggshells.
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suchasestrogen,parathyroidhormone,andcalcitoni'1.

Thereiscontroversyaboutwhethercalcitoninregulatesavianphysiology.Therefore,thepl･esentarticlereviewedthecalcitoninstructureandsecretion,theefectsofcalcitoninoncalcium

metabolism,andthecalcitoninreceptors,andsimultaneouslydiscussedthefutureresearchaboutthephysiologicall‑oleofcalcitonininaviancalciummetabolism.
(J"α"EsGJow"α/QfPo"/"Sc/e"Ce,42.･"97‑J208,2005)

Keywords:avian,medullarybone,bonefbrmatio'1,bonel･esorption、calcitonin