統合失調症の被験者の下毛包におけるグルタミン酸デカルボキシラーゼ67免疫反応性、パルバルブミン間ニューロン、腓骨神経網の欠損

Deficits in Glutamic Acid Decarboxylase 67 Immunoreactivity, Parvalbumin Interneurons, and Perineuronal Nets in the Inferior Colliculus of Subjects With Schizophrenia.

• Victor W Kilonzo
• Robert A Sweet
• Jill R Glausier
• Matthew W Pitts

抄録

聴覚刺激の異常処理は統合失調症（SZ）の顕著な特徴である。先行研究では、統合失調症患者の聴覚野の組織学的異常が慢性的に報告されているが、上流の皮質下層に障害が存在するかどうかはまだ明らかにされていない。上行情報は、聴覚野に向かう途中、聴覚処理に決定的に関与するガンマアミノ酪酸（GABA）を多く含む中脳の構造物である下毛頭（IC）に統合される。ICには、パルバルブミン-免疫反応性介在ニューロン（PVI）、代謝需要の増加と酸化ストレスに対する脆弱性の強化によって特徴づけられる細胞タイプの高密度な集団が含まれています。発達の間、PVIは神経周囲網（PNN）に優先的に囲まれており、酸化還元恒常性と興奮性/抑制性のバランスを促進する特殊な細胞外マトリックス構造を有しています。さらに、SZでは、PVI、PNN、およびGABA合成酵素であるグルタミン酸脱炭酸酵素（Gad67）の障害が大脳皮質領域で広範囲に報告されている。しかし、ICにも同様の障害が存在するかどうかは現在のところ不明である。そこで、我々は、年齢と性別をマッチさせたSZ群と対照群のICサンプルを比較した。SZの被験者では、IC内のGad67免疫反応性が低く、PVIとPNNの密度が低下していた。これらの所見は、SZにおけるICのGABA作動性異常を組織学的に証明する初めての証拠であり、SZに関連した聴覚機能障害は、ICの抑制音の変化に一部起因している可能性を示唆している。

Aberrant processing of auditory stimuli is a prominent feature of schizophrenia (SZ). Prior studies have chronicled histological abnormalities in the auditory cortex of SZ subjects, but whether deficits exist at upstream, subcortical levels has yet to be established. En route to the auditory cortex, ascending information is integrated in the inferior colliculus (IC), a highly gamma amino butyric acid (GABA) ergic midbrain structure that is critically involved in auditory processing. The IC contains a dense population of parvalbumin-immunoreactive interneurons (PVIs), a cell type characterized by increased metabolic demands and enhanced vulnerability to oxidative stress. During development, PVIs are preferentially surrounded by perineuronal nets (PNNs), specialized extracellular matrix structures that promote redox homeostasis and excitatory/inhibitory balance. Moreover, in SZ, deficits in PVIs, PNNs, and the GABA synthesizing enzyme, glutamic acid decarboxylase (Gad67), have been extensively documented in cortical regions. Yet, whether similar impairments exist in the IC is currently unknown. Thus, we compared IC samples of age- and sex-matched pairs of SZ and unaffected control subjects. SZ subjects exhibited lower levels of Gad67 immunoreactivity and a decreased density of PVIs and PNNs within the IC. These findings provide the first histological evidence of IC GABAergic abnormalities in SZ and suggest that SZ-related auditory dysfunction may stem, in part, from altered IC inhibitory tone.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the Maryland Psychiatric Research Center.All rights reserved. For permissions, please email: journals.permissions@oup.com.