アルデヒド還元酵素をコードする遺伝子Akrlaの欠損は、アスコルビン酸の欠乏により幼若マウスの空間記憶形成を障害する

概要

アスコルビン酸（AsA）は、他の臓器と比較して脳において高濃度を維持し、様々な方法でニューロンの機能を補助することが知られている。アルド-ケト還元酵素である AKR1A は、様々なアルデヒド化合物の還元だけではなく AsA の合成にも関与している。Akr1a−/−マウスは、Akr1a+/+マウスの約 10％の AsA しか合成できず、長期の生存や繁殖のためには AsA の補充を必要とする。

AsA、AKR1A の空間記憶形成に対する役割を解明するために、Akr1a−/−の雄マウスを 4 週齢で離乳し、AsA の補充あり群と補充なし群に割り付け、モリス水迷路試験を施行した。幼若な Akr1a−/−マウスは AsA 補充なし群では、離乳 7日後において脳の AsA 濃度が約 70％程度残存していたにもかかわらず、空間記憶形成に障害を認めた。しかし、AsA 補充なし群の 12-14 週齢の若齢成獣 Akr1a−/−マウスでは約 15％しか脳の AsA 濃度が残存していなかったが、Akr1a+/+マウスや AsA 補充あり群の Akr1a−/−マウスと比較して、空間記憶に有意な差を認めなかった。これは、幼若マウスは空間記憶の正しい形成により多くの AsA を必要とし、また神経システムの成熟によって、記憶の形成過程における AsA の不足に対してより抵抗性をもつように変化したと考えられる。

幼若な Akr1a−/−マウスは海馬における神経伝達物質の産生への影響や神経細胞の酸化的損傷を認めなかったが、AKR1A の欠損や AsA の低下がエネルギー代謝などを介して神経機能に影響を与えた可能性がある。