ウシではプロスタグランジン( PG )F2aが黄体退行因子であることは周知の事実である。しかし、これまでPGF2aを血流を介さず直接ウシ黄体細胞に感作させると、細胞培養系や組織培養系では、プロジェステロン( P4 )産生能が抑制されることはなく、むしろ増加し、PGF2aが生体内でどのような反応を引き起しているのかは不明であった。

　そこで、生体でこの現象を検証するため、第２章第１節でウシ黄体内に、最も重要な要素と考えられる細胞間接着が正常な状態でリアルタイムにホルモン分泌の変化を観察することができる、生体微透析システム ( in vivo MDS ) を外科的に埋め込む実験モデルを確立した。これを用いて第２章第２節では中期黄体内に直接局所的にPGF2aを灌流し、生体内でもPGF2aはP4産生を刺激するが抑制しないことを初めて示した。この結果より、PGF2aが血流を介して黄体に到達した時、初めて強力な黄体退行を誘発することがわかった。

　PGF2a注射後、黄体内血流の急激な減少が黄体退行に至る過程で発現することが知られている。この黄体を構成する細胞のうち50％以上が血管内皮細胞であり、黄体細胞は30％にすぎない。この血管内皮細胞は、血管作動性ペプチドの一つで最も強い血管収縮作用を持つエンドセリン-1( ET-1 )を分泌する。このET-1とPGF2aとの黄体内での協調作用を検証するため、第３章第１節では組織培養系で維持した中期黄体内に微透析システム ( in vitro MDS ) を埋め込み、直接、黄体内にPGF2aとET-1を単独あるいは組み合わせて灌流した。その結果PGF2aは感作時のみP4を刺激するのと同時に、新しい知見として感作後5時間までET-1産生を刺激した。これに対して、2回のET-1の灌流はP4を刺激も抑制もしなかったが、PGF2a感作後、同様に2回ET-1を灌流すると、灌流直後P4は強く抑制された。この結果からPGF2aは黄体内のET-1産生を刺激すると同時に、両者が協調して機能的黄体退行を誘発することが示唆された。このように、もしウシに注射されたPGF2aがET-1の分泌を刺激するのであれば、ET-1はin vivoで機能的な黄体退行のカスケードをより強力に引き起こし、加速すると同時に、黄体内の血管収縮をもさらに強めると考えられた。

　このことを生体で確かめるために、第３章第２節では正常な1発情周期中の末梢血中P4とET-1を測定した。この結果、ET-1はP4が低下し始める時（機能的黄体退行）から増加し始め、P4が上昇し始める（黄体形成）時に低下していく周期性を示した。さらに、黄体内に埋め込んだin vivo MDSを用い、PGF2a投与後黄体内でのET-1の変化を観察すると、注射直後から黄体内ET-1分泌が増加し始め、同時にP4産生が減少していくことを初めて確認した。これを反映するように、黄体側卵巣静脈血中及び末梢血中のET-1も増加していった。

　しかし、血管内皮細胞は全身の血管に存在しているので、末梢血中のET-1増加は卵巣由来かどうかは不明である。そこで第４章では、春期発動前の雌子ウシを用い、21日間およびPGF2a投与後の末梢血中ET-1とP4の変化を詳細に検討した。その結果、雌子ウシの末梢血中ET-1は周期性がなく、発情周期を持つ成牛の黄体期中期の濃度に近い値を維持していることを確認した。さらに、これらの発情周期を持たない子ウシにPGF2aを筋肉内注射しても、末梢血中ET-1濃度には影響がなく、末梢血中ET-1濃度は機能的な黄体退行と直接関係していることを初めて見出した。

　これらの実験から黄体退行にはPGF2aと共にET-1が強く関与していることが示唆された。そこで第５章では、黄体機能を一時的には抑制するが退行には至らず、再び正常な黄体機能に戻る低単位PGF2aを黄体期中期のウシに投与した後、黄体内に直接ET-1を投与し、黄体機能に及ぼす影響を調べた。その結果、末梢血中P4は有意に低下し、生体でもET-1がPGF2aと協調して機能的黄体退行を誘発することを初めて実証した。また、機能的黄体退行が起こり、排卵に至るまでの間にアンジオテンシンⅡ ( AngⅡ )が末梢血中で増加することを見出した。

　ところで黄体は、形成期から退行期までのすべての時期にPGF2aレセプターを持っているが、形成期にはPGF2aで黄体退行を誘起出来ない。形成期と中期の違いの一つは、形成期黄体内のET-1濃度が非常に低いことである。そこで黄体形成期のウシにもPGF2aを筋肉内注射し黄体にPGF2aを感作させた後、形成期黄体内に直接ET-1を注射したが、形成期黄体ではET-1のP4抑制作用はなく、形成期黄体はET-1に対して抵抗性を持つことを証明した。

　以上を要約すると、本研究はET-1がウシの黄体退行の局所黄体退行因子であるという新しい概念を確立した。