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統合的脳機能を支える甲状腺ホルモンの精神基盤構築への接点

研究課題

研究課題/領域番号 19K08969
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分54040:代謝および内分泌学関連
研究機関東北大学

研究代表者

内田 克哉  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40344709)

研究分担者 井樋 慶一  東北福祉大学, 健康科学部, 教授 (60232427)
片山 統裕  尚絅学院大学, 総合人間科学系, 准教授 (20282030)
佐藤 達也  東北福祉大学, 健康科学部, 准教授 (00568222)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード甲状腺機能低下症 / 甲状腺ホルモン / 神経発達障害 / パルブアルブミン / CUX1 / MeCP2 / レット症候群 / 自閉症スペクトラム症 / 発達障害 / 光学イメージング
研究開始時の研究の概要

幼若期に甲状腺ホルモンの欠乏を経験したマウスの脳では、パルブアルブミン(PV)や methyl-CpG binding protein 2 (MeCP2) 発現が減少し潜在的なリズ ム障害などが表出するようになる。PV は統合失調症患者の死後脳において減少し、また PV ニューロンで MeCP2 発現を欠損させると レット症候群様の表現型を生じる。さらにMeCP2 欠損マウスでは PV 発現が遅延し皮質構構築異常を示す。この現象は甲状腺ホルモン欠乏を経験したマウスでも類似性を示すため、クレチン症に伴う精神遅滞が統合失調症や自閉症スペクトラム障害の成因と重複すると仮説を立て、本研究を立案した。

研究成果の概要

甲状腺ホルモン不足が 脳の発達にどのような変化をもたらすかを調べるために、マウスを用いて先天性甲状腺機能低下症を実験的に再現しました。その結果、パルブアルブミン発現の減少、レット症候群の責任分子であるMeCP2 や神経細胞の突起などの形態を制御する CUX1 の転写物が大脳皮質で減少していることも明らかになりました。これらの分子はいずれも正常な脳機能維持には重要であることから、先天性甲状腺機能低下症に診られる知能障害は、我々が想像する以上に、複数の分子の機能不全によって生じる可能性が示唆されました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

周産期における甲状腺ホルモン不全によって生じる知能障害は、今日では、適切な時期に治療を開始することで回避できるが、どのような分子メカニズムによって高次の脳機能が撹乱されるかはわかっていない。本研究では、脳の機能発現に重要とされるいくつかの分子が、甲状腺ホルモンの不足によって、その発現レベルが低下することを明らかにした。これらの分子の挙動を精査することで、精神機能発現の基盤メカニズムの解明に寄与できるものと推察される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Congenital Hypothyroidism and Brain Development: Association With Other Psychiatric Disorders2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida Katsuya、Suzuki Mao
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.772382

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thyroid hormone insufficiency alters the expression of psychiatric disorder-related molecules in the hypothyroid mouse brain during the early postnatal period2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida Katsuya、Hasuoka Kentaro、Fuse Toshimitsu、Kobayashi Kenichi、Moriya Takahiro、Suzuki Mao、Katayama Norihiro、Itoi Keiichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86237-8

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cholinergic modulation of CRH and non-CRH neurons in Barrington’s nucleus of the mouse2020

    • 著者名/発表者名
      Kawatani Masahiro、Itoi Keiichi、Talukder Ashraf Hossain、Uchida Katsuya、Sakimura Kenji、Kawatani Masahito
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 124 号: 2 ページ: 443-457

    • DOI

      10.1152/jn.00342.2019

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Thyroid hormone insufficiency alters the expression of psychiatric disorder-related molecules in the hypothyroid mouse brain during the early postnatal period.2021

    • 著者名/発表者名
      内田克哉、蓮岡健太郎、布施俊光、小林健一、守屋孝洋、井樋慶一
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 周産期の甲状腺ホルモン欠乏は大脳皮質・海馬における精神疾患関連分子の発現を変化させる2021

    • 著者名/発表者名
      内田克哉、蓮岡健太郎、布施俊光、小林健一、守屋孝洋、井樋慶一
    • 学会等名
      日本甲状腺学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Decreased behavioral activity and abnormal cortical EEG profiles of methimazole-induced transient hypothyroidism mice2020

    • 著者名/発表者名
      Mao Suzuki, Katsuya Uchida, Ryusei Uchida, Mitsuyuki Nakao, Keiichi Itoi, Norihiro Katayama
    • 学会等名
      Neuroscience2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 一過性甲状腺機能低下症マウスの大脳皮質局所脳波解析2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木真生,内田克哉,内田竜生,中尾光之,井樋慶一,片山統裕
    • 学会等名
      日本生体医工学会生体信号計測・解釈研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 幼若期の一過性甲状腺ホルモン欠乏はマウス大脳皮質形成を撹乱し成熟個体の行動発現に変化をもたらす2019

    • 著者名/発表者名
      内田 克哉,蓮岡 健太郎,守屋 孝洋,小林 健一,井樋 慶一.
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 一過性甲状腺機能低下症マウスの局所脳波解析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 真生,内田 克哉,内田 竜生,中尾 光之,井樋 慶一,片山 統裕.
    • 学会等名
      東北生理談話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Behavioral, electroencephalographic, and cerebral hemodynamic analyses of methimazole-induced transient hypothyroidism mice2019

    • 著者名/発表者名
      片山 統裕, 吉田 侑冬, 内田 竜生, 鈴木 真生, 外川 龍之介, 中尾 光之, 井樋 慶一, 内田 克哉.
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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