ファブリー病モデルマウスにおける二次性副甲状腺機能亢進症による低骨密度

Low bone mineral density due to secondary hyperparathyroidism in the mouse model of Fabry disease.

• Hiroki Maruyama
• Atsumi Taguchi
• Mariko Mikame
• Hongmei Lu
• Norihiro Tada
• Muneaki Ishijima
• Haruka Kaneko
• Mariko Kawai
• Sawako Goto
• Akihiko Saito
• Riuko Ohashi
• Yuji Nishikawa
• Satoshi Ishii

抄録

ファブリー病の新たな特徴として、骨粗鬆症や骨減少症と診断される低骨密度（BMD）が報告されているが、低BMDの発生機序は不明である。我々はこれまでに、ファブリー病モデルマウスでは髄質厚上行肢（mTAL）の機能が低下し、Caの再吸収が不十分で高カルシウム尿が発生することを明らかにしてきた。本研究では、糸球体や近位尿細管に著しい障害がないマウスを用いて骨代謝を調べた。低BMDは20週齢のマイクロX線コンピュータ断層撮影で検出された。その結果、低BMDは骨吸収と骨軟化症の促進によって生じることが明らかになった。血漿中副甲状腺ホルモンは5週齢までに低血中Ca（血漿中線維芽細胞増殖因子23（FGF-23）ではない）の上昇に反応して上昇し、リン酸化作用の増加を示した。20週齢までに二次性副甲状腺機能亢進症が発症し、高リン酸血症を引き起こし、血漿中FGF-23濃度はリン酸化作用を伴って上昇した。腎内の1α-ヒドロキシラーゼ[1α,25(OH)Dの合成]の発現は低下しなかったが、24-ヒドロキシラーゼ[1α,25(OH)Dの分解]の発現は低下した。血漿中の1α,25(OH)Dおよび25(OH)D濃度は維持されており、ビタミンD欠乏は骨軟化症の原因ではないと断定された。以上の結果から、mTAL障害による二次性副甲状腺機能亢進症は、高リン尿と高カルシウム尿による骨吸収とオステオマレイシアを促進し、Fabryモデルマウスの低BMDをもたらすことが明らかになりました。

Low bone mineral density (BMD)-diagnosed as osteoporosis or osteopenia-has been reported as a new characteristic feature of Fabry disease; however, the mechanism underlying the development of low BMD is unknown. We previously revealed that a mouse model of Fabry disease [] exhibits impaired functioning of medullary thick ascending limb (mTAL), leading to insufficient Ca reabsorption and hypercalciuria. Here, we investigated bone metabolism in mice without marked glomerular or proximal tubular damage. Low BMD was detected by 20 weeks of age micro-X-ray-computed tomography. Bone histomorphometry revealed that low BMD results by accelerated bone resorption and osteomalacia. Plasma parathyroid hormone levels increased in response to low blood Ca-not plasma fibroblast growth factor 23 (FGF-23) elevation-by 5 weeks of age and showed progressively increased phosphaturic action. Secondary hyperparathyroidism developed by 20 weeks of age and caused hyperphosphatemia, which increased plasma FGF-23 levels with phosphaturic action. The expression of 1α-hydroxylase [synthesis of 1α,25(OH)D] in the kidney did not decrease, but that of 24-hydroxylase [degradation of 1α,25(OH)D] decreased. Vitamin D deficiency was ruled out as the cause of osteomalacia, as plasma 1α,25(OH)D and 25(OH)D levels were maintained. Results demonstrate that secondary hyperparathyroidism due to mTAL impairment causes accelerated bone resorption and osteomalacia due to hyperphosphaturia and hypercalciuria, leading to low BMD in Fabry model mice.

© 2020 The Authors.