Effect of estrogen and tail-suspension on expression of osteocalcin mRNA in femur of ovariectomized rats

Abstract

The effect of estrogen (E2) and tail-suspension on expression of Osteocalcin (OC) mRNA (messenger RNA) was investigated in the femur of ovariectomized rats. Five-week-old female Wistar rats were ovariectomized and divided into two groups: one group received estradiol dipropionate (OVX-E2), and the other received the vehicle (OVX). Each group was further divided into two subgroups, tail-suspended (S) and non-suspended (N), giving a total of four groups: OVX-E2-S, OVX-E2-N, OVX-S, and OVX-N. After a 7-day suspension, femurs were excised, and OC mRNA levels were determined by Northern blot analysis. A significant decrease of OC mRNA in OVX-E2-N was observed when compared with that of OVX-N, indicating that E2 decreases the OC expression. Interestingly, tail-suspension further decreased the mRNA levels in both OVX-S and OVX-E2-S when compared with the levels of OVX-N and OVX-E2-N, respectively. Since glucocorticoids have been shown to decrease OC expression, the urinary excretion of corticosterone was measured during the suspension period that reflects the serum levels of corticosterone, and the urinary excretion of corticosterone was found to be increased by E2 and further increased by tail-suspension. These results indicate that estrogen and glucocorticoids exert additive effects in inhibiting OC expression in the rat femur.

卵巣切除ラットの大腿でのオステオカルシン(OC)mRNA(メッセンジャーRNA)発現に対するエストロゲン(E2)および尾懸垂の影響を検討した。5週齢のメスWistarラットを卵巣切除処理し、2群に分けた。1群にはジプロピオン酸エストラジオールを投与し(OVX-E2群)、もう1群では賦形剤のみを投与した(OVX群)。各群をさらに尾懸垂群(S群)と非懸垂群(N群)のサブグループに分け、OVX-E2-S、OVX-E2-N、OVX-S、OVX-Nの合計4群とした。7日間の懸垂後大腿を摘出し、ノーザンブロット法によりOCのmRNAレベルを測定した。OVX-E2-N群ではOVX-N群に比べOCのmRNAに有意な低下が認められ、E2のOC発現阻害効果が示された。興味深いことに、尾懸垂後はOVX-NおよびOVX-E2-N群に比べOVX-SおよびOVX-E2-S群で当該mRNAレベルがさらに低下した。グルココルチコイドがOC発現を減少させることがわかっているため、さらに血清コルチコステロン濃度を反映する懸垂中の尿中コルチコステロン排泄量を測定した。その結果、E2はコルチコステロン排泄量を増加させるが、尾懸垂はそれを更に増加させることが判明した。この結果は、エストロゲンおよびグルココルチコイドがラット大腿でのOC発現において相加効果を示すことを示唆している。