Research Abstract
甲状腺ホルモンは、刷り込みの感受性期の開始を決定して、その後の学習の導火薬となる
Thyroid hormone determines the start of the sensitive period of imprinting and primes later learning
2012年9月25日 Nature Communications 3 : 1081 doi: 10.1038/ncomms2088
離巣性の鳥に見られる刷り込みは、親子間の社会的な愛着を形作るうえで必要な過程であり、感受性期、あるいは臨界期と呼ばれる孵化後最初の数日間に限定して起こる。刷り込みは早期学習の1つであり、未熟なヒナにとって、母親からの保護を確実に受けながら生きていくために必須の学習であると考えられている。今回我々は、甲状腺ホルモン（3,5,3′-トリヨードチロニン, T3）が、感受性期の開始を決定するホルモンであることを発見した。刷り込み学習のトレーニングを開始すると、直ちに血中を循環している血漿チロキシン（T3）が、大脳を取り巻く血液脳関門に存在する血管内皮細胞に取り込まれる。T3は血管内皮細胞内のDio2（ヨードチロニン脱ヨウ素酵素タイプ2）によってT3に変換され、脳内に急激に流入する。このようにして脳内へ放出されたT3は、非遺伝子的な作用によって刷り込み感受性期の扉を開き、1週間以上延長させる。また、この状態を経ると刷り込みのみならず、ほかの学習の習得効率が大幅に上昇する。さらに刷り込み学習をさせず、感受性期が閉じてしまったヒナに対しても、外からT3を注射することでヒナを刷り込むことができた。我々の知見は、T3が刷り込みの感受性期の開始を決定し、その後の学習にきわめて重要な役割を果たすことを示している。
山口 真二1, 青木 直哉1, 北島 孝明1, 飯久保 栄二1, 片桐 幸子1, 松島 俊也2 & 本間 光一1
- 帝京大学 薬学部 生命薬学講座
- 北海道大学大学院 理学研究院 生物科学部門
Filial imprinting in precocial birds is the process of forming a social attachment during a sensitive or critical period, restricted to the first few days after hatching. Imprinting is considered to be part of early learning to aid the survival of juveniles by securing maternal care. Here we show that the thyroid hormone 3,5,3′-triiodothyronine (T3) determines the start of the sensitive period. Imprinting training in chicks causes rapid inflow of T3, converted from circulating plasma thyroxine by Dio2, type 2 iodothyronine deiodinase, in brain vascular endothelial cells. The T3 thus initiates and extends the sensitive period to last more than 1 week via non-genomic mechanisms and primes subsequent learning. Even in non-imprinted chicks whose sensitive period has ended, exogenous T3 enables imprinting. Our findings indicate that T3 determines the start of the sensitive period for imprinting and has a critical role in later learning.
