甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

要約

ここでは、最近開発された汎用性の高い動作テストであるラダービームテストのプロトコルを紹介します。この検査は、運動能力を評価する従来の行動検査と比較して、中枢神経系の甲状腺ホルモン作用の欠陥によって引き起こされる微妙な小脳性運動失調を検出できるという利点があります。

要約

甲状腺ホルモン(TH)の作用は、小脳を含む中枢神経系の発達に不可欠です。先天性甲状腺機能低下症など、幼少期にTH欠損症を呈すると、認知遅滞や運動障害などの神経障害を呈します。組織特異的または細胞特異的なTH欠損症を持つマウスモデルを用いて、小脳におけるTHの役割を調査するさまざまな研究が行われています。小脳細胞特異的TH欠損マウスは、全身性先天性甲状腺機能低下症マウスと比較して、軽度で微妙な運動失調性の特徴を示すため、従来のロータロッド検査では運動機能の評価が困難でした。

TH関連動物モデルにおける運動機能評価のための代替ツールが必要であったため、モデルマウスの運動失調の重症度に応じて様々なラダーテストを設計できる「ラダービーム試験」という汎用性の高い行動法を開発しました。私たちは、運動能力を調節する小脳皮質の唯一の出力ニューロンである小脳プルキンエ細胞に特異的にドミナントネガティブTH受容体を発現するトランスジェニックマウスを利用しました。新たに構築したラダービーム試験では、トランスジェニックマウスの運動能力の頑健な障害を、ロータロッド試験よりも高いレベルで検出することに成功しました。運動学習の中断は、ラダービームテストでも検出されましたが、ロータロッドテストでは検出されませんでした。この新しい行動装置を使用したプロトコルは、軽度の運動失調性表現型を示す可能性のある他の動物モデルに適用して、小脳機能の微妙な変化を調べることができます。

概要

甲状腺ホルモン(TH)は脳の発達に欠かせません¹。特に、幼少期のTH欠乏症は異常な小脳発達を引き起こすため、小脳におけるその役割は重要です^1,2。例えば、先天性甲状腺機能低下症では、患者は認知障害や運動障害を含む一連の神経学的遅延を示します³。小脳機能発達におけるTHの役割を明らかにするために、いくつかの研究では、小脳細胞特異的な方法でTH欠損が限定されています⁴。しかし、すべての組織や細胞がTH欠損の影響を受けている全身性先天性甲状腺機能低下症マウスと比較すると、このような小脳特異的なモデルは非常に微妙な運動失調を示すため、回転体、足跡、平均台などの従来の行動テストでは、その差はほとんど検出されません。したがって、THが小脳機能に及ぼす影響を完全に調査するには、モデルマウスの運動協調の微妙な変化を検出するための新しい評価ツールが必要です。

ロータロッドテストは、運動協調性を評価するための最も一般的なツールであり、もともとはDunhamとMiya⁵ によって開発され、後にJonesとRoberts

プロトコル

本研究の動物実験計画書は、群馬大学の動物実験委員会によって承認されました。動物の世話と治療に関するすべての手続きは、日本の動物の福祉及び管理に関する法律および日本学術会議が発行した動物実験の適正な実施のためのガイドラインに従って行われました。装置の組み立て図は、 図1にあります。

1.はしごのセットアップ

1. 水平ラダーテスト(図2C 左)
   1. アルミスティック(直径2mm)をプレキシガラスの壁の穴に挿入します。
      注:インターバル距離は、テストしたマウスの系統または性別に応じて、体のサイズによって異なります( 表1を参照)。
   2. プレキシガラスの壁の距離を広げたり狭めたりして、はしごの横木の幅を調整します。
      注:幅は、テストしたマウスの系統や性別によって、体のサイズによって異なる場合があります( 表1を参照)。
2. ジグザグのはしご試験(図2C右)
   1. アルミスティック(直径2 mm)をプレキシ....

ディスカッション

私たちのデザインは、「はしご横木歩行テスト」の有用性を報告したMetzとWhishawによる過去の研究を利用しました^13,14。彼らは、熟練した歩行を評価し、動物に水平梯子^13,14の出発点からゴールまで歩くように要求することにより、前肢と後肢の両方の配置、ステップ、および四?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Air puff	DAISO
Aluminum sticks	CAINZ		2 mm diameter, number of sticks may vary depending on the ladder design. Aproximately 30 sticks may be required to build the horizontal ladder (4 cm interval).
Blutack	Bostik
Plexiglass	CAINZ		110 cm x 20 cm, 110 cm x 10 cm, 2 parts each
Screws	CAINZ