博士（水産科学）篠崎文夏
学位論文題名キンギョ(Carassz,usauratus)のカルシウム代謝におけるカルシトニンの生理作用に関する研究
学位論文内容の要旨
硬骨魚類の耳石、鱗、骨などの硬組織は、水産資源学上有用な年齢形質として資源解析に重用されている。しかし、硬組織の形成、成長およぴ代謝などに関する基礎研究は少詮く、これらの組織は経験的に年齢査定に利用されている例が多い。
魚類ではカルシウムは硬組織（骨および鱗）の主成分として体の支持や保護機能を担っているが、その他にも筋収縮や細胞内情報伝達など生命活動に必須である。そのため、骨組織と血液との間では常にカルシウム交換が行われ、これにより血中カルシウム濃度は約2.5mMに維持されている。これら組織間でのカルシウム交換はカルシウム関連ホルモンの作用により調節されているが、詳細は不明である。
魚類のカルシウム代謝関連ホルモンとしては、プロラクチン、ス夕二オカル
シン (STC)お よぴ カル シトニン(CT)が考えられている。このうちプロラクチンは血中カルシウム濃度を上昇させ、STCは低下させる。CTについては、魚類でも哺乳類で知られている血中カルシウム濃度低下作用が推察される。しかし、魚類では種や条件で実験結果が異ぬり、また魚類硬組織に対する． CTの作用を調べた研究が少ないため、魚類でCTの作用は明確にされていない。したがって、魚類のカルシウム代謝調節様式を明らかにし、硬組織の形成機構を明らかにするためには、CTの生理作用を明確にする必要がある。そこで本研
究では、硬骨魚類のカルシウム代謝調節機構解明の一助として、キンギョ

(Carassius auratuぷ ） を 用 い て 、 CTの 生 理 作 用 を 調 ぺ た 。
第I章では C
Tの血漿カル シウム濃度 調節について、通常の個体とST
Cの影
響 を小さくす るためにカ ルシウム負 荷をした個体で、CT投与およぴ抗CT抗体を投与し内因性のCTを阻害する受動免疫法で調べた。その結果、通常個体
で はC
T投与量10ng/g
で血 漿カルシウ ム濃度は減少した。また、カルシウム負 荷 個体 で はCT投 与量 が 10ng/g体 重で低下し 、50ng/g体重で上昇 した。
抗CT
抗 体投与(O.lyg/g体重 ）ではカル シウム負荷個体で血漿カルシウム濃度が上昇した。したがって、CTは血漿カルシウム濃度の変化に応じて血漿カル シ ウ ム 濃 度 を 上 昇 ま た は 減少 さ せる 作 用が あ ると 示唆 さ れた 。
近年、CTが索餌後の消化管からのカルシウム吸収を調節することが報告されているが、魚類のカルシウム代謝に重要毅器官である鰓や硬組織に関してCTと餌との相乗的効果を調べた研究はない。第II章では環境水からのカルシウム摂 取に及ほす C
Tの影響を℃aを用いて調べた。C
T投与は一回あたり10ng/g

体 重として、 1回または反復投与（一日おきに4回）した。また飢餓条件は1回投与ではCT投与前10日間飢餓にし、反復投与では実験期間中飢餓にした。
なお、給餌条件では一日一回給餌した。その結果、餌の有無に関わらず、また1回または 反復投与のいずれもCTの影響は認められなかったので、少なくとも 本 実 験 条 件 で は CTの 鰓 に 対 す る 作 用 は な い と 考 え ら れ た 。
第III章では、CTの硬組織（耳石、肋骨、咽頭骨、鱗）への作用について、カルシウム沈着およぴ溶出に対する影響を45Caを用いて調べた。餌の条件およぴC
T投与は、カルシウム沈着実験では第II章の反復投与と同様に行い、カルシウム溶出実験では45Ca
プレラベル後から同様に行った。カルシウム沈着量はCTにより飢餓条件で肋骨、咽頭骨およぴ鱗への増加したが、給餌条件では影響が認められなかった。次に、45Caでプレラベルした個体の硬組織からのカルシウム溶出に対するCTの影響を調べたが、いずれの条件でも肋骨、咽頭骨およぴ鱗で影響は認められなかった。したがって、CTは飢餓条件で骨や鱗へのカルシウム沈着を促進すると示唆された。
第VI章では、第III章の結果を骨関連細胞レベルで調べるため、第III章と同様の実験を行い、骨代謝が活発であることが知られている咽頭骨を用いて組織 観察 およ ぴ骨 形態 計測 を行 った。組織観察では、給餌の有無に関わらず骨芽細 胞に は目 立っ た変 化は 観察 されなかった。しかし、破骨細胞は給餌条件およぴ 飢餓 条件 とも に対 照群 では 骨表面に接着しているものが多数観察されたのに対 し 、 CT投 与 群で は破 骨細 胞が 付着 して いな い吸 収腔 が多 く見ら れ、 また 破骨 細胞 が畏 縮し 骨表 面か ら遊 離している像が観察された。次にこれらの切片について骨形態計測を行い、類骨面（形成部位の相対的割合）、骨芽細胞面．1（骨芽 細胞 の付 着し てい る部 位の 相対的割合）、骨芽細胞面‑2（形成部位のうち、特 に形 成活 性の 高い 部位 の割 合）、吸収面（吸収部位の相対的割合）、破骨細胞 面・1（破骨細胞の付着している部位の相対的割合）、破骨細胞面‑2（吸収部位 のう ち、 特に 吸収 活性 の高 い部位の割合）を算出した。給餌条件は飢餓条件
よ り も 形 成 に 関す る項 目が 高い 傾向 が見 られ たが 、CTの影 響はい ずれ の条 件
で も認 めら れな かっ た。 吸収 に関する項目では給餌の有無に関わらず破骨細胞面‑2が減少した。さらに類骨層の厚さおよぴ骨芽細胞の高さを測定したところ、CTは 類 骨 層 の 厚さ には 影響 して いな かっ たが 、飢 餓条 件で 骨芽細 胞の 高さ を増 し た 。 し た がっ て、 CTは 破骨 細胞 活性 を抑 制す ると とも に、骨 芽細 胞の 活性を上昇させると考えられた。
第 V章 で は 、 鱗 の 形 成お よ び 吸 収 に 対 す る CTの 影響 を骨 芽細胞 のマ ーカ ー
で あ る ア ル カ リ性 ホス ファ ター ゼ（ ALPase)およ ぴ破 骨細 胞のマ ーカ ーで ある 酒 石 酸 耐 性 酸 性 ホ ス フ ァ タ ー ゼ (TR‑ ACPase)活 性を 指 標 と し て 調 べ た 。
ま ず毎 日給 餌を 受け た無 処理 の個体で調べたところ、」4LPase活性は主に鱗の縁 辺部 に帯 状に 検出 され たが 、TR‑ ACPase活性は 検出 され なかった。次に、2週 間飢 餓状 態に し鱗 吸収 を誘 起した個体に、飢餓を継続しながら一日置きに合計 4回 CT投 与 を 行 っ た 後 に 酵 素 活 性 を 調 べ た 。 そ の 結 果 、 ALPase活 性 は 飢
餓 に よ り 低 下 す る 傾 向 で あ っ た が 、 CT投 与 に よ り 鱗表 面 の ALPase活 性 を 示す 染 色 が 強 く な っ た 。 ま た 、 鱗 の 縁 辺 部 の TR‑ ACPase活 性 は CTに よ り 変 化
し な か っ た が 、 条 溝 部 で は CTに よ り 活 性 が 減 少 し た。 し た が っ て 、 CTは 鱗の 骨 芽 細 胞 を 活性 化す る一 方で 、破 骨細 胞活 性を 抑制 する ことが 示さ れた 。
以 上 の 結 果 から 、キ ンギ ョに おい てCTは血 漿カ ルシ ウム 濃度調 節機 能を 有し 、 そ の 作 用 は投 与量 によ り異 なる こと が示 され た。 また 、CTは 骨や 鱗の 骨

芽細胞活性を上昇させ、カルシウム沈着を促進するとともに、破骨細胞活性を抑制することが明らかに叔った。さらにこれらの作用は飢餓個体で効果的に機能することがわかった。
これらのことから、キンギョにおけるCTの機能のーっは、主に飢餓などカルシウム（およぴりン）を必要とする際に、鱗や骨から過剰なカルシウム溶出を防ぎ、これらを保護することであると考えられる。

学位論文審査の要旨
主査 教授 麦谷泰雄
副査 教授 山内晧平
副査 助教授 清水幹博

学位論文題名キンギョ（Carassz,usauratus)のカルシウム代謝におけるカルシトニンの生理作用に関する研究
カ ルシ ト ニ ン(CT)は 動 物界 に 広 く存 在 する ホル モンでり 、高等脊 椎動物で はパラサイロ イドホル モンと拮 抗して血 中Ca濃度の 低下や、 骨組織からのCa溶出抑制などに働 いている 。しかし 、必要と するCaの大 部分を鰓 を通じて環境水から摂取し、さら にノヾラサイロイドホルモンが存在しなぃ魚類では、CTの機能は未だ明らかでない 。本研究 は、魚類 における CTの生理機 能を明ら かにするために、キンギョを用い て血液と 硬組織の 両面から 調べたも のであり 、得られた 結果の概要は次ぎの通り である。
1．外因性CTの 投与(10ng／g体 重）は血中Ca濃度を低下させたが、環境水からのCa摂取には影響がなかった。またスタニオカルシン（Ca低下ホルモン）を枯渇させるためにCa負 荷をかけ た個体で は、longC11/gで血中Caは低下し、50ng/gで上昇した。さらに 抗CT抗体投 与による 受動免疫 法では、 Ca負荷をか けた個体に抗体を投与す る こと に よ り血 中 Ca濃 度 は上 昇 し た。 し たがって CTは血漿Ca濃 度の変化 に応じて、血 漿Ca濃度を 上昇また は減少さ せる作用 があるこ とが示され、感受性の異なる複数 のCTレセプ ータの存 在が示唆 された。
2． CTは 飢 餓 個体 で肋骨、 咽頭骨（骨 代謝の活 発な組織 ）および 鱗の45Caの沈着を促進し たが、給 餌個体で はCTの影響 はなかっ た。また 45Caでプレラベルした硬組織から のCaの溶出 を調べた が、給餌 、飢餓い ずれの条 件でもCTの影響は認められなかっ た。
3． CT投 与 に より 、咽頭骨 で破骨細胞 が付着し ていない 吸収腔が 多数出現 し、

破骨細胞が萎縮して骨表面から遊離していた。
4．咽頭骨の骨形態計測により、CTは破骨細胞面・2（吸収部位のうち、特に吸収活性が高い部位）を減少させ、また同時に骨芽細胞高を増し、骨形成活性を上昇させた。
5．鱗の形成および吸収に対するにCTの影響を、骨芽細胞のマーカー酵素であるアルカリフォスファターゼおよび破骨細胞のマーカー酵素である酒石酸抵抗性酸性フオスファターゼ活性を指標として調べた。その結果、CTにより飢餓個体の鱗表面のアルカリフォスファターゼ活性が増し、反対に、特に条溝部で酒石酸抵抗性酸性フオスファターゼ活性が顕著に減少した。
以上の結果から、CTは血中Ca濃度の調節機能を有するが、主な生理機能は硬組織からのCa溶出を抑制し、同時に石灰化の促進に働くことが明らかになった。またこれらの作用は飢餓条件で効果的に機能することが分かった。これらの成果
は、魚類のCT.の機能に関する研究を大きく前進させたものであり、審査員一同は申請者が博士（水産科学）の学位を授与される資格のあるものと判定した。