金澤大學等首次證實黑色素凝集激素會調節金魚鱗片中的骨細胞活性與鈣代謝

由金澤大學環日本海域環境研究中心鈴木信雄教授、研究當時為自然科學研究科生命理工學專攻博士後期課程／HaKaSe+ for SPRING 選拔學生的黑田康平、理工學域生命理工學類四年級木村咲月，以及北里大學、文教大學、立教大學等研究人員組成的共同研究團隊，以金魚鱗片作為骨模型，首次闡明了黑色素凝集激素對魚類骨骼的作用。研究團隊在培養基中加入黑色素凝集激素培養金魚鱗片後發現，短時間處理會抑制破骨細胞相關基因表現，並抑制骨吸收。另一方面，若每隔一天投予一次、持續 10 天，則在再生鱗片中觀察到破骨細胞活化與鈣溶出，血中鈣濃度上升及降鈣素分泌促進也被確認。這些結果顯示，黑色素凝集激素可能在短期內抑制骨吸收，但在長期或特定投予條件下間接促進骨代謝。魚類鱗片中存在成骨細胞、破骨細胞與骨細胞，和人類骨骼一樣進行骨代謝；本研究認為黑色素凝集激素會作用於這些細胞，調節骨形成與骨吸收。研究背景指出，黑色素凝集激素長久以來被視為魚類體色變化調節激素，能使表皮色素顆粒凝集；近年也被發現與睡眠、攝食及能量代謝有關。與其拮抗的黑色素胞刺激激素則會促進色素擴散，且已有研究顯示該類色素調節激素也會影響魚類與哺乳類的骨代謝。哺乳類研究顯示，黑色素凝集激素可能透過抑制破骨細胞活性維持骨量，但其對成骨細胞與破骨細胞的詳細作用機制尚未完全釐清。本研究使用金魚鱗片作為骨代謝模型，分析黑色素凝集激素對成骨細胞、破骨細胞與鈣調節的影響。結果顯示，在培養金魚鱗片中，黑色素凝集激素會抑制 atp6v0d2 等破骨細胞相關基因表現，並降低透過成骨細胞誘導破骨細胞形成的 rankl/opg 比值，顯示其具有抑制破骨細胞功能的作用。在金魚個體投予實驗中，投予 24 小時後，血中鈣濃度與作為破骨細胞活性指標的 TRAP 活性下降，支持黑色素凝集激素會抑制鱗片破骨細胞活性、減少鱗片中鈣離子釋放至血液的可能性。研究也發現，金魚鱗片及分泌降鈣素的鰓後腺中，兩種黑色素凝集激素受體 MCHR1 與 MCHR2 之中僅表現 MCHR2，顯示其作用可能主要經由 MCHR2 介導。然而，在再生中的鱗片上連續 10 天投予黑色素凝集激素後，代表骨形成的 ALP 活性與代表骨吸收的 TRAP 活性皆上升，骨代謝週轉提高；同時再生鱗片的鈣含量下降，呈現石灰化受抑制的傾向，血中鈣濃度與降鈣素濃度也上升，顯示其會影響全身性的鈣調節。綜合而言，黑色素凝集激素在金魚中一方面會抑制破骨細胞活性，另一方面又可能因投予方式與作用時間不同而促進骨代謝週轉，是多面向調控骨細胞功能與鈣恆定的激素。研究團隊未來將檢討超過 6 小時培養條件下黑色素凝集激素是否會活化破骨細胞，並透過金魚投予實驗解析鱗片破骨細胞被活化的時間變化，以釐清其調節骨形成與骨吸收的分子機制。本研究成果於 2026 年 3 月 20 日刊登於英國國際學術期刊 Scientific Reports 線上版。論文題名為「Melanin concentrating hormone regulates bone cell activities and calcium metabolism in regenerating goldfish scales」，DOI 為 10.1038/s41598-026-41253-4。