C57BL/6jマウスと129/Svマウスにおける甲状腺機能低下症誘発性認知機能障害の遺伝的差異

Genetic Difference of Hypothyroidism-Induced Cognitive Dysfunction in C57BL/6j and 129/Sv Mice.

• Yong-Xia Xu
• Yan Sun
• Jin Cheng
• Qin Xia
• Tian-Tian Liu
• De-Fa Zhu
• Qi Xu

抄録

成人発症の甲状腺機能低下症では、学習および記憶の認知障害が誘発される。チロキシン（T4）補充療法は、血清T4とトリヨードサイロニン濃度が正常範囲にあることから、副甲状腺機能低下症の生化学的回復に有効であると考えられるが、一部の患者では認知機能障害が残っている。本研究では、プロピルチオウラシル誘発甲状腺機能低下マウスの認知機能を、C57BL/6j株および129/Sv株を用いて、受動的回避課題および新規物体認識テストを用いて検討した。甲状腺機能低下マウスの認知機能障害はC57BL/6j株でのみ認められ、129/Sv株では認められなかった。さらに、前脳基底部のコリン作動性ニューロンは、C57BL/6j株の甲状腺機能低下マウスでは、各株の対照群と比較して、膜電位と入力抵抗を増加させ、活動電位の振幅と幅を減少させることを明らかにした。また、C57BL/6j株の甲状腺機能低下マウスでは、前脳基底部のコリン作動性ニューロンの興奮性が低下していた。これらの結果から、C57BL/6j系統の遺伝的背景を持つトランスジェニックマウスは、甲状腺機能低下症に起因する認知機能障害のメカニズムを明らかにするのに適しており、コリン作動性前脳基底部が成人発症甲状腺機能低下症の認知機能障害の治療に適切な標的となる可能性があることが示された。

Adult-onset hypothyroidism induces cognitive impairments in learning and memory. Thyroxin (T4) replacement therapy appears to be effective in biochemically restoring euthyroidism, as evidenced by serum T4 and triiodothyronine concentrations within the normal range, although some the patients still exhibit cognitive dysfunctions. Here, we investigated the cognitive functions of propylthiouracil-induced hypothyroid mice in C57BL/6j and 129/Sv strains using the passive avoidance task and the novel object recognition test. Cognitive dysfunctions in hypothyroid mice were found only in the C57BL/6j strain, not in the 129/Sv strain. Further, we found that cholinergic neurons in the basal forebrain increased the membrane potential and input resistance with decreased capacitance, and that they decreased the amplitude and width of action potential in hypothyroid mice in the C57BL/6j strain but not in those in the 129/Sv strain, compared with the controls for each strain. Additionally, the excitability of cholinergic neurons in the basal forebrain was reduced in the hypothyroid mice in the C57BL/6j strain. These results indicated that transgenic mice with the C57BL/6j genetic background are more suitable for revealing the mechanism underlying hypothyroidism-induced cognitive dysfunction, and that the cholinergic basal forebrain may be the appropriate target for treating cognitive dysfunction in adult-onset hypothyroidism.