生後早期に臼歯を失うと、行動の側方化が進行し、海馬依存性の認識記憶が障害される

Loss of molars early in life develops behavioral lateralization and impairs hippocampus-dependent recognition memory.

抄録

背景:

SAMP8（Senescence-accelerated mouse prone 8）を用いて、若年期からの咀嚼機能低下が海馬依存性認知機能に影響を及ぼすかどうかを検討した。雄のSAMP8マウスを8週齢で麻酔し、半数の動物の上顎臼歯をすべて抜歯した。他の動物も、臼歯を抜かない以外は同様の処置を行った。12週齢と24週齢の時点で、一般行動と新規物体認識能力をそれぞれオープンフィールドテスト（OFT）と物体認識テスト（ORT）を用いてテストした。

BACKGROUND: Using senescence-accelerated mouse prone 8 (SAMP8), we examined whether reduced mastication from a young age affects hippocampal-dependent cognitive function. We anesthetized male SAMP8 mice at 8 weeks of age and extracted all maxillary molar teeth of half the animals. The other animals were treated similarly, except that molar teeth were not extracted. At 12 and 24 weeks of age, their general behavior and their ability to recognize novel objects were tested using the open-field test (OFT) and the object-recognition test (ORT), respectively.

結果:

無臼歯マウスの体重は、抜歯後の無臼歯マウスの体重に比べて有意に減少し、実験期間を通じて年齢をマッチさせた無臼歯マウスの体重まで回復しなかった。12週齢では、臼歯欠損マウスは臼歯欠損マウスよりもOFTで有意に大きな運動活性を示した。しかし、ORTで新しい物体を識別する能力は、臼歯のないマウスの方が臼歯のないマウスよりも劣っていた。無臼歯マウスと無臼歯SAMP8マウスの物体を認識する能力は、24週齢でともに障害された。これらの結果から、無臼歯のSAMP8マウスは無臼歯のSAMP8マウスよりも早く認知機能に障害をきたすことが示唆された。興味深いことに、12週齢と24週齢の両方で、モーラレスマウスは、2つの同じ物体が提示されるORTのエンコーディングセッションにおいて、物体の位置の側方選好を示した。物体の位置の側方選好は、右回りの方向選好と正の相関があり、24週齢で統計的有意差に達した。

RESULTS: The body weight of molarless mice was reduced significantly compared to that of molar-intact mice after the extraction and did not recover to the weight of age-matched molar-intact mice throughout the experimental period. At 12 weeks of age, molarless mice showed significantly greater locomotor activity in the OFT than molar-intact mice. However, the ability of molarless mice to discriminate a novel object in the ORT was impaired compared to that of molar-intact mice. The ability of both molarless and molar-intact SAMP8 mice to recognize objects was impaired at 24 weeks of age. These results suggest that molarless SAMP8 mice develop a deficit of cognitive function earlier than molar-intact SAMP8 mice. Interestingly, both at 12 and 24 weeks of age, molarless mice showed a lateralized preference of object location in the encoding session of the ORT, in which two identical objects were presented. Their lateralized preference of object location was positively correlated with the rightward turning-direction preference, which reached statistical significance at 24 weeks of age.

結論:

幼少期の咀嚼機能の喪失は、栄養不良と慢性的なストレスを引き起こし、新しい物体を認識する能力を損なう。したがって、咀嚼機能の低下は中脳辺縁系および中皮質辺縁系のドーパミン作動性システムを枯渇させ、前頭前皮質および海馬における選択的注意と認識記憶の認知機能を損なう可能性がある。

CONCLUSIONS: Loss of masticatory function in early life causes malnutrition and chronic stress and impairs the ability to recognize novel objects. Hyperactivation and lateralized rotational behavior are commonly observed with dysfunction of the dopaminergic system, therefore, reduced masticatory function may deplete the mesolimbic and mesocorticolimbic dopaminergic systems to impair the cognitive functions of selective attention and recognition memory in the prefrontal cortex and the hippocampus.