【背景・目的】
骨は骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨破壊によりその平衡が保たれている。閉経期以降の女性ではエストロゲンの産生量が減少し、破骨細胞による骨破壊が亢進して骨粗鬆症を発症しやすくなる。プロスタグランジンＤ_２（ＰＧＤ_２）の合成酵素であるリポカリン型ＰＧＤ合成酵素（Ｌ−ＰＧＤＳ）は、エストロゲンによりその発現量が変化することが報告されているが、骨代謝におけるその意義は明らかにされていない。本研究では、Ｌ−ＰＧＤＳがエストロゲン枯渇による骨代謝異常に与える影響を解明することを目的とした。
【方法と結果】
ＣＴを用いた脛骨近位端の骨量測定により、野生型マウス（ＷＴ）と比較して同週齢のＬ−ＰＧＤＳ欠損マウス（Ｌ−ＰＧＤＳ^−／−）では、骨量が減少していることがわかった。免疫染色により、骨芽細胞と破骨細胞の両方がＬ−ＰＧＤＳを発現していることが確認された。カルセイン標識とＨＥ染色により、Ｌ−ＰＧＤＳの欠損が骨芽細胞を活性化して骨形成を亢進すると同時に、破骨細胞を増加・活性化して骨破壊も亢進することが分かった。これらのマウスの卵巣を摘出（ＯＶＸ）して６週間後、ＷＴの脛骨で破骨細胞の増加・活性化と骨量の減少が確認された。それに伴い、Ｌ−ＰＧＤＳのｍＲＮＡ発現の減少が確認された。一方で骨破壊が亢進しているＬ−ＰＧＤＳ^−／−では、ＯＶＸにより骨量が減少しなかった。またエストロゲン（１０　ｕｇ）の皮下への補充は、減少したＷＴの脛骨骨量を回復したが、Ｌ−ＰＧＤＳ^−／−は回復しなかった。ＷＴから単離した骨芽細胞にエストロゲン（０．０１　ｎＭ）を処置するとＬ−ＰＧＤＳのｍＲＮＡの発現量が上昇と、培養上清中のＰＧＤ_２産生量が上昇した。一方、Ｌ−ＰＧＤＳ^−／−より単離した骨芽細胞では、これらの反応はみられなかった。単離した骨芽細胞を骨形成培地で培養したところ、ＷＴと比較してＬ−ＰＧＤＳ^−／−の骨芽細胞で石灰化能が高く、破骨細胞分化を誘導するＲＡＮＫＬのｍＲＮＡ発現量が高かった。骨髄細胞を破骨細胞分化条件で培養したところ、Ｌ−ＰＧＤＳの欠損は破骨細胞の分化に影響を与えなかった。
【結論】
Ｌ−ＰＧＤＳは骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨破壊を抑制することが分かった。また、エストロゲンの枯渇によりＬ−ＰＧＤＳの発現が減少して骨代謝の平衡が崩れた結果、骨破壊が亢進する可能性が示唆された。