hGH分泌正常低身長者の成長障害に関する研究　：　血中　somatomedin-C　値及びhGHのレセプター活性，免疫活性の比較検討

( 東 女 医 大 誌 第 時 第 1

号

)

頁

48-54

昭和

6

0

年

1

月

特別掲載

hGH

分泌正常低身長者の成長障害に関する研究

一血中

somatomedin-C

値及び

hGH

の

レセプター活性，免疫活性の比較検討-ホン ダ

本 田

東京女子医科大学 内科学(第二教室) (主任:鎮目和夫教授〉

コ 子

リ ロ

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5

9

年

1

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月

2

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日〉

Study of Growth Disturbance i

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Short Children

Who

Have Normal Serum Immunoreactive hGH

-Comparative Study o

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Plasma Somatomedin-C Levels

，

and Receptorassayable and Immunoassayable hGH

ー

Noriko HONDA

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.

は じ め に 種々の成長ホルモン

(growthhormone

，

GH)

分泌刺激試験にて

radioimmunoassay(RIA)

で 測定した

GH

は正常に反応しているにもかかわ らず，同性同年齢の者に比し低身長を示す症例が みられている(ここでは正常低身長者と略す). 正 常 低 身 長 者 の 中 に は

GH

の骨格組織への作 用を仲介する

somatomedin(SM)

が低値を示す 症例がみられる.この

S M

低値の原因として，生 物 活 性 の 少 な い

hGH

が 分 泌 さ れ て い る 可 能 性 や，

GH

の1日の分泌量が少ない可能性などが示 唆されている.さらにこれらの症例に

hGH

治療

- 4

8

ー

を行なうと成長促進作用がみられるとの報告があ る1ト6) しかしS M値が正常でも hGH治療によく 反応する報告7)もみられており，正常低身長者の 成長障害に関しては不明な点が多い. 本研究では，正常低身長者の血中SM-C値を測 定し，さらにhGHの生物活性の検索のために，免 疫活性と比べて生物活性を比較的良く反映してい ると考えられるレセプター活性を測定し，比較検 討した.さらにSM-C値 が 低 値 を 示 し た 症 例 に hGH治療を行ない， hGH投与後の反応について 検討した. 対象及び方法 対 象 低身長を主訴として当科を受診した患者中，身 長が同性同年齢の平均身長の-2SD以下 C-2SD --5.2SD)で，低身長以外，身体所見，検査所見 上特に異常の認められない6-16歳(平均11歳6 カ月〉の男21例，女2例 ， 計23例 を 対 象 と し た CTable 1， A， B).これらの症例は， hGH分泌刺 激 試 験 ( グ ル カ ゴ ン プロプラノロールテスト

C

G

-

P

テスト)，インスリン低血糖試験(ITT)， GRFテスト〉にてRIAで測定したhGHは10ng/ ml以上C14.1-7

1

.

3ng/ml)の増加反応を示した. 骨年齢の遅延の程度(骨年齢/暦年齢〕の範自は 0.34-0.99であり，平均は

O

.

78

:

t

0. 03 C

:

t

SEM) であった.また，年間身長伸び率は3.0cm/年から 5.7cm/年 の 範 囲 に あ り ， そ の 平 均 は4.5

:

t

0.14 C

:

t

SEM) cm/年で、あった. 方法 1.血中somatomedin-C (SM・C)値 G Hの骨格組織への作用を仲介する物質である SM8)はIGF-I CSM-C)とIGF-IIの2つに代表さ れる.IGF-I CSM-C)は IGF-IIより G H依存性の 強し、物質であるとされており，血中SM-Cの測定 はG H分 泌 能 を 評 価 す る 上 で 有 用 と 考 え ら れ て いる9) そこで正常低身長者23例 の 血 中SM-C値

をSM-C RIA-kit CNichols Institute

，

Capis-trano， CA)を用い，二抗体法で測定した.尚，測 定にはEDTA血奨を用いた. 同測定法による S M・

C

値 の 成 人 で の 正 常 値 は 0.4-2.0U/mlであった.小児では乳幼児期に低 く，年齢と共に増加しており，対象症例と同年齢 層の 5歳-16歳 の 健 常 小 児129例 で は0.44U/ml -3.48U/mlに分布した また下垂体性小人症の SM-C値 はO.11 -O. 36U / mlに ， 末 端 肥 大 症 で は 2.0-9.3U/ml に分布した.尚， 1Uとは，標準血 清1mlの示す力価であり，試料の力価はこの標準 血清と比較して算出している Assayのintraas -Table 1 Clinical and laboratory data on 23 normal short children A. Group with low somatomedin苧Clevels

Pt. No. Sex. Age HeSigDhta WeSigDhta BA/CN G.R.C Peak ihGHd SM-C RRA/RIA

yr cm/yr ng/ml U/ml _hGH of 1. F 6 8/12 3 2 0.53 5.2 24 0.38 0.58 2. 孔f 7 7/12 ~2 一1.5 0.73 5.7 27.8 0.26 1.03 3. M 8 2/12 3.6 ~2.2 0.34 4.3 71.3 0.29 0.89 4 M 9 5/12 2.2 l 0.56 4.5 14.1 0.31 0.67 5. M 9 9/12 2 1.5 0.79 4.3 36 0.40 0.75 6 M 9 10/12 2.2 1 0.75 5.2 21 0.33 1.01 7. M 10 9/12 2.5 1.5 0.84 4.7 19.2 0.27 0.83 8. M 11 2/12 3.3 1.5 0.72 4.3 42 0.15 0.48 9 M 1110/12 2.2 1.5 0.88 4.3 18 0.37 0.35 10. M 13 8/12 2.5 ~2.2 0.88 4.8 27 0.27 0.71 11. M 13 9/12 3.2 2.5 0.80 4.4 26 0.27 0.56 12. M 14 6/12 3.8 ~3.2 0.78 3.8 30.7 0.18 0.67 Mean 2.7 1.8 0.66 4.6 29.8 0.29 0.71 S.D. 0.6 0.6 0.24 0.5 15.2 0.08 0.21 S.E.乱f 0.2 0.2 0.07 0.2 4.4 0.02 0.06 - 49

B. Group with normal somatomedin.C levels

Pt. No Sex Age HeSlgDhta WeSlgDhta BA/CA" G.R.C Peak ihGHd SM.C RRA!RIA

of yr cm/yr ng/ml U/ml _hGH 13 M 10 6/12 2 2.8 0.72 4.7 17 0.62 0.74 14. 乱f 10 8/12 4.5 2.5 0.86 4.5 37 1.33 0.65 15. M 10 9/12 3.2 1.7 0.68 3.5 44 0.94 0.88 16. M 12 1/12 2.2 1 0.92 5.4 37 0.57 0.60 17. F 13 4/12 5.2 2.2 0.99 3.0 31 2.0 0.87 18. 乱f 13 5/12 -3 -2.2 0.92 4.2 20.3 1.1 0.96 19. M 13 9/12 3.2 -2.5 0.89 4.2 22.5 0.64 1.11 20. M 13 11/12 2.7 1.5 0.87 4.7 26 2.91 0.92 21. M l4 1/12 3 1.6 0.89 4.2 36.5 0.97 0.67 22. M 14 5/12 -3.5 一2.8 0.83 3.5 42.5 0.53 0.85 23. M 16 1/12 3.2 2.2 0.85 5.7 24 1.07 0.77 Mean 3.2 2.1

。

.86 4.3 30.7 1.15 0.82 S.D. 0.9 0.6 0.09 0.8 9.3 0.72 0.15 S.E.M 0.3 0.2 0.03 0.2 2.8 0.22 0.05 a S.D. from mean value for age b BA/CA: bone age/chronological age c G.R.:growth rate

d Peak ihGH: peak plasma immunoreactive growth hormone concentration

say coe伍cientは4.1%で あ り interassay coefficientは12.5%であった. 2. hGHの免疫活性及びレセプター活性の測

.

.

.

.

.

.

A. これら正常低身長者にG H分泌刺激試験を行 ない，増加したhGH (G-Pテストの場合は150分 値，

ITT

とGRFテ ス ト の 場 合 は 反 応 頂 値 〉 を radioreceptor assay (RRA)とRIAで測定しレ セプター活性と免疫活性の比

(

R

R

A

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R

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A

)

を算出 した.更にこの増加したhGHを含む血清2mlを 0.05MのNH.HC03でら平衡にしたSephadex G・ 100カ ラ ム (0.9x 55cm)に applyし， 1mlずつ集 め，各fraction中のhGHをRIAで測定した. hGHのRIAは抗hGH抗体を用いて二抗体法 により，また， RRAは培養ヒトリンパ球(1M・9細

胞)を用い， Gavinらのreceptor modulation assaylO)をmodifyして行なった，この方法では， IM-9細胞と血清，またはstandardhGHを prein-cubationし， hGHに よ り hGHレ セ プ タ ー を down regulateさせることにより感度は良好とな り，また， preincubation後細胞を洗浄し，その 後ロ5I-hGHを加えることにより血清の非特異的 な影響がなく全血清中のhGHのレセプター活性 - 50 H1-g cells serum or st口nd口rd

件

。

。

ド

1 100ドl Incub口te 口t 37'C for 3 hours

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Centrifuge 口nd wash the cells with ice cold buffer， 2 times

↓

Resuspend in 450ド ice-cold buffer 口nd 口dd 50 ul 125i_hGH

↓

Incub口t巴 口t 30.C for 2 hours 2叩00ドl 口

ω

山 山l日川M川i凶川飢oq山uo引山

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s 口re 1口y巴red 0円to chilled buffer

↓

Centrifuge 口t 8000 x 9 for 1 min Count theαilLlIEt

Fig. 1 Procedure of IM-9 lymphocyte receptor modulation assay.

の測定が可能である.このRRA法の概略を Fig. 1に示す.IM・9細胞 (1-2X

1

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で 洗浄し，その洗浄した細胞と

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した.その後各

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ずつ取り，あらかじめ氷冷 し た

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の 入 っ て い る

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に 加 え，

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にて

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分 間遠心し上清を吸引して沈撞を

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した.

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，

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においては，同ーの

hGH

の

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を用いた.尚，

hGH

の

RIA

，

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及 び ヨ ー ド 化 に 用 い た

hGH (AFP-4793

B)

， 及 び 抗

hGH

抗 体

(AFP

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Hormone and

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Program

より提供されたものである.

3

.

hGH

負荷テスト並びに

hGH

治 療

SM

・

C

値が下垂体性小人症と同程度の

0.4U/ml

以下の低値を示した症例

1

2

例 中

1

0

例 に

hGH(

コル ポルモン⑧

)2mg

を筋注し，負荷前，負荷後

8

，

2

4

時間に採血し，血中

SM-C

値を測定し，この

SM-C

の増加反応と

hGH

の

RRA/RIA

， 骨 年 齢 の 遅 延の程度と比較検討を行なった.また，この

1

0

例 中

7

例において

hGH

治 療

(0.4-0.5U/kg/

逓〉を 行ない，開始後

4-8

カ月聞の身長促進効果，

SM-C

値の反応について検討した.尚，

hGH

治療を行 な っ た 症 例 に お い て は

hGH

抗 体 の 産 生 は み ら れ ていない. 結 果 1.血中

somatomedin-CCSM-C)

値 正 常 低 身 長 者

23

例 の 血 中

SM-C

値 は

0.15-2.91U/ml

に 分 布 し ， そ の 平 均 は

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7

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士

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1

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(

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S

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)

で あ っ た . こ れ ら の

SM

・

C

値 を

F

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g

.

2

に示す.また，比較として

1

7

例の下垂体性小 人症の

SM-C

値も示したが，全例

0.4U/ml

以下で あった.今回対象とした正常低身長者の中には下 垂 体 性 小 人 症 と 同 程 度 に 低 い

SM-C

値 を 示 す 症 例が認められた.便宜上これら正常低身長者を， 血 中

SM-C

が

O.

4

U/ml

以 下 の

SM

低 値 群 ( 症 例

1

-

-

-

1

2

)

と，

0.4U/ml

以 上 の

SM

正 常 群 ( 症 例

13-23)

に分類した.骨年齢の遅延の程度と血中

SM-C

値 と の 聞 に は 正 の 相 関 が 認 め ら れ た

(r=

0

.

4

5

，

p<0.05) C

F

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g

.

3

)

.

しかし血中

SM-C

値と 身長年齢と暦年齢の比

(HA/CA)

，年間身長伸び

SOMATOMEDIN-C

，

U/ml

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3

Relatinoship between plasma

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o

f

b

o

n

e

a

g

e

i

n

n

o

r

m

a

l

s

h

o

r

t

c

h

i

l

d

r

e

n

.

Y

=

0

.

1

9

6

X

+

0

.

8

4

0

5

， . :

g

r

o

u

p

w

i

t

h

l

o

w

SM-C l

e

v

e

l

s

(孟

0.4U/m

I)， 0 :

g

r

o

u

p

w

i

t

h

n

o

r

m

a

l

SM-C l

e

v

e

l

s

(>0.4U/m

J)，

BA/CA: b

o

n

e

a

g

e

/

c

h

r

o

n

o

l

o

g

i

c

a

l

a

g

e

.

率との聞には相関は認められなかった.

2

.

血 中

hGH

の

RRA/RIA

血 中

hGH

の

RRA/RIA

は

0

.

3

5

から1.

1

1

に 分 布 した

(Table

1).

1

1

例 の

SM

正 常 群 で は

RRA/

RIA

は

0.60-

1.

1

1

に 分 布 し 平 均

o

.

8

2

:

:

!

:

:

0

.

0

5

(

:

:

!

:

:

SEM)

であり，

1

2

例 の

SM

低値群では

0.35-

1.

0

3

に分布しその平均は

0

.

7

1

士

0

.

0

6(

:

:

!

:

:

S

E

M

)

であっ た.また，

SM

低値群において

4

例 で

0

.

3

5

，

0.

4

8

，

0

.

5

6

，

0

.

5

8

と 低 値 を 示 し た .

RRA/RIA

と 血 中

SM-C

値

(

F

i

g

.4

)

，骨年齢の遅延の程度，低身長 の程度，身長伸び率との間には有意な相関は認め られなかった.

3

.

hGH

のゲル濃過溶出ノ fターン 血 清 を

SephadexG

・

1

0

0

でゲル櫨過し，

hGH

を

5

1

-1.0.

.

.

。 工

.

I.!)

.

。 L 0..8 -。 l.L

.

。

.

.

o 0 <( 0..6

・

.

α - 0.4 <( α 庄0..2 0 .LfI Q.1 Q2 0..5 2 5 SOMATOMEDlN-C . U Iml Fig. 4 Relationship between plasma

somatomedin-C and PRA!RIA of hGH in normal short children

:

・

group with low SM-C levels

〔豆O.4U!m])，O : group with normal SM-C levels (>O.4U!mI).

RIA

で測定した.

F

i

g

.

5

に代表-w

a

として症例

5

の ゲル糖過溶出パターンを示した.分子量約

2

2

，

0

0

0

の部分に溶出する

l

i

t

t

1ehGH

と，さらに大きな分 子 量 の 部 分 に 溶 出 す る

b

i

ghGH

の

2

つの

peak

が認められた.

SM

低値群

7

例と

SM

正常群

6

例 の

l

i

t

t

l

ehGH

の占める割合は，各々平均

8

4

.

7

:

t

2.5%

，

7

1.

7

:

t

4.1%

C

:

t

SEM)

であり.両群聞で 有意差は認められなかった.

4

.

hGH

負荷後の

SM-C

の増加

SM

低値群

1

0

例において

hGH2mg 1

回負荷後 の

SM-C

値を測定したところ

7

例(症例

1

，

2

，

4

，

7

，

9

，

1

0

，

1

1

)

において筋注

2

4

時間後に

SM-C

12~ little 10.

主

_。

8 c

、

ZtD 6 五二 4 2 O 10. 20. 30. 40. FRACTJON NUMBER Fig. 5 Sephadex G-I00 gel filtration pattern of plasma hGH. (case 5). は

0.44-0.91U/ml

と 正 常 範 囲 ま で 増 加 し た

C

T

a

b

l

e

2

)

.

この

l

回投与で増加しなかった症例

8

に

hGH2mg

の

3

日間投与を行なったところ血 中

SM-C

は

0.19U/ml

か ら

0.41U/ml

に 増 加 し た.また，症例

3

では

hGH4mg

を l回投与した ところ，血中

SM

・

C

は1.

5U/ml

に増加した.この

l

回 の

hGH

投 与 に よ る

SM-C

の 増 加 反 応 と

hGH

の

RRA/RIA

，骨年齢の遅延の程度の聞には 特に一定の関係は認められなかった.

5

.

hGH

治療開始後の経過

SM

低値群

7

例 で

hGH

治療を

4-8

カ月間行 なった

.hGH

治療による身長促進効果について，

Table. 2 Plasma SM-C levels and growth rate to acute and long-term responses to hGH administration in normal short children tsO bBιirlcEUlre/emsl oipmn_hGH ses Grocwmt/hyrrate Period of hGH therapy Pt. No. before 24hrs before during di妊rence months 1. 0.38 0.88 5.2 4.9 -0.3 6 2. 0.33 0.72 5.7 6.4 +0.7 7 3. 0.30 0.30 4.3 4.8 +0.5 7 4. 0.33 0.44 4.5 6.0 +1.5 4 7. 0.32 0.74 4.7 5.4 +0.7 8 8. 0.27 0.27 4.3 6.5 +2.2 7 9. 0.40 0.68 3.9 8.6 +4.7 4.5 10 0.34 0.91 11. 0.34 0.54 12. 0.22 0.22 - 52ー

年間身長伸び率の増加(治療後の年間身長伸び 率 治療前の年間身長伸び率〉を

Table2

に示す. その値は

-0.3cm/

年から

+4.7cm/

年で、あった. このうち

3

例(症例

4

，

8

，

9)

において身長促進 効果が認められており，特に症例

8

，

9

ではかなり の身長促進効果が認められた.症例

8

は血中

SM-C

が

0.27U/ml

，

hGH

の

RRA/RIA

は

0

.

4

8

と低値 の症例であるが

7

カ月間の

hGH

治療によりそ の身長は

120_1cm

から

123.9cm

と増加した.すな わち

3.8cm

の身長の伸びが認められ，年間身長伸 び率として計算すると

4.3cm/

年から

6.5cm/

年と 促進されたことになる.症例

9

は血中

SM-C

が

0.4U/ml

であり

RRA/RIA

は

0

.

3

5

とやはり低値 を示した症例で，約

4

カ月半の

hGH

治療で身長 は

129.9cm

から

133.2cm

と増加し，

3.3cm

の伸び がみられた.年間身長伸び率にすると

3.9cm/

年か ら

8.6cm/

年と著明な増加をみている.しかし各症 例の身長促進効果と

hGH

の

RRA/RIA

，

hGH

負 荷テストの

SM

心の反応との聞には，一定の関係 は認められなかった. 考 察

GH

分 泌 刺 激 試 験 に 対 し て

RIA

で 測 定 し た

GH

は正常に分泌している低身長者のなかには， 血中

SM

・

C

値が下垂体性小人症と同程度に低い 症例があることが認められた.この

SM

・

C

低値の 主な原因として以下のことが考えられる.1)免疫 活性に比べて生物活性の少ない

hGH

が分泌され ている. 2)薬理学的刺激に対しては

GH

分泌増 加が認められるが，生理的条件下での

GH

分担、能 は低下している.すなわち

GH

の

1

日分泌量が正 常に比べて少ない.

3

)

hGH

受容体及びそれ以降 の障害.

4

)

栄養障害，肝障害等である.今回対象 とした症例では特に栄養障害，肝障害などはみら れず，

4

)

の可能性はあまり考えられない. まず，免疫活性に比べて生物活性の少ない

GH

が分泌されているか否かを，生物活性を反映して いると考えられるレセプター活性を免疫活性と比 較することにより検討した.今回対象とした低身 長者で血中

SM

・

C

が正常であった

1

1

例で、は，

GH

の

RRA/RIA

比は平均

0

.

8

2

:

t

0

.

0

5

であり，従来報 告されている正常人の値とほぼ一致した11) 一方

SM

低 値 群

1

2

例 中

4

例において，

GH

の

RRA/

RIA

は

0

.

6

未満と低値を示した.特にこの

RRA/

RIA

が低値を示した

4

例中

3

例において

hGH

治 療を開始したところ

3

例中

2

例において明らか な身長促進効果が認められた.すなわち

SM-C

値 が低くかっ

GH

の

RRA/RIA

低 値 の 群 の 中 に は

hGH

治療に反応する症例が認められた.これらの 症例は，

Frazer

ら の 言 う

growth

hormone-d

e

p

e

n

d

e

n

t

growth f

a

i

l

u

r

e

4_)や

_Rudman

_らの

_n

_o

_r

-m

a

l

-

v

a

r

i

a

n

t

s

h

o

r

t

s

t

a

t

u

r

e

の

I

I

I

，

IV

型3)に相当す ると考えられ，生物活性の少ない

GH

が分泌され ている可能性が考えられた. 血中

hGH

をゲツレ濡過すると，分子量

2

2

，

0

0

0

の 従来の

hGH

の部位に溶出する

l

i

t

t

l

ehGH

と分子 量の大きい

b

i

ghGH

とに分離される.この

l

i

t

t

l

e

hGH

は

b

i

ghGH

に 比 べ て

RRA/RIA

が 高 い と 報告されている11) 今回の症例においてゲル櫨過 溶出パターンを検討したが，全免疫活性中の

l

i

t

t

l

e

hGH

の占める割合は

SM

低値群と

SM

正 常 群 で 有意差は認められなかった.また，

SM

低値群で

hGH

の

RRA/RIA

が 低 値 を 示 し た 症 例 に お い て，この

l

i

t

t

l

ehGH

の占める割合が特にイ丘いとい うことは認められなかった.

SM

・

C

が{底値で，

GH

の

RRA/RIA

比の明らか な低下はみられない

8

例中

4

例で

hGH

治療を行 なったところ，症例4においては治療前の身長伸 び率が

4_5cm/

年で、あったものが，

6.0cm/

年 と 軽 度の身長促進効果がみられた.この例は

S

p

i

l

i

o

t

i

s

ら の い う

growth hormone neurosecretory

d

y

s

f

u

n

c

t

i

o

n

6_{)と考えられ，薬理学的刺激に対して} は

GH

は 正 常 に 分 泌 さ れ て い る が

2

4

時間の

GH

分泌量が少ない症例である可能性が考えられた.

hGH

による治療期間が短い症例もあるため現 時点では結論を出すことはできないが，

SM-C

が 低値の症例のうち

hGH

治療の効果を認めない症 例もあり，これらの症例では

hGH

受容体以降の 障害も考えられる凶.今後更に

hGH

治 療 を 続 け て，経過を観察する予定である. また，

hGH

治療を開始した症例の身長促進効果 と

hGH 1

回筋注による

SM-C

の反応との聞には 一定の関係は認められず，

hGH

負荷テストによっ -

53-て

GH

治療開始後の身長促進効果を予測するこ とはできなかった.今回，

SM-C

が正常の症例につ いては

hGH

負 荷 テ ス ト 及 び

hGH

治療を行なっ ていないが， Van Vlietらは

SM-C

値が正常な症 例においても

hGH

治療によく反応することを報 告している7)ため，我々も今後

S M

・

C

が正常な症 例においても

hGH

を 投 与 し 治 療 に 対 す る 反 応 について検討する予定である. 本研究で我々は，種々の負荷試験に対して

RIA

で測定した

GH

は充分分泌されている低身長者 の中には

SM

低値例があり，このうちには

hGH

治療に反応する症例が存在することを認めた.こ れらの症例での

SM

低 値 の 機 序 と し て は 生 物 活 性の低い

GH

が分泌されている可能性，薬理学的 試 験 で は

GH

は 正 常 に 分 泌 さ れ て い る が

1

日の 分泌量が少ない可能性とが考えられた.現在下垂 体性小人症の治療にはヒト下垂体から抽出された ヒト成長ホルモンが使用されているが，最近遺伝 子工学の手法を用いて大腸菌に

hGH

を作製させ ることが可能となり

1

3

L

遺伝子工学により作製さ れた

hGH

の臨床応用が期待されている叫ー今後

hGH

の供給が増加すれば，下垂体性小人症と同様 にこれらの低身長者においても

hGH

治療の適応 が期待される. 稿を終るにあたり，御指導と御校関をいただきまし た鎮目和夫数授，高野加寿恵助教授に深謝致します. 更にこの研究の実施に終始たずさわり，懇切丁寧に御 指導いただきました肥塚直美講師に心から感謝いた します.また，研究をすすめるにあたり種々の御助カ をいただきました研究室の皆様に心から感謝いたし ます. (本論文の研究費の一部は，厚生省特定疾患・間脳下垂体 機能障害調査研究班の研究費によった.) 文 献

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