食事性亜鉛欠乏による神経発達の影響：現状報告

Neurodevelopmental Consequences of Dietary Zinc Deficiency: A Status Report.

抄録

亜鉛は、成長、免疫、神経発達、シナプスやホルモンのシグナル伝達において重要な役割を果たす、厳密に制御された微量ミネラル元素である。米国では重度の食事性亜鉛欠乏症は比較的珍しいが、低・中所得国では食事性亜鉛欠乏症は公衆衛生上の重大な懸念事項である。亜鉛の状態は、神経発達過程の重要な決定因子である可能性があります。実際、限られたコホート研究では、自閉症スペクトラム障害（ASD）、注意欠陥・多動性障害（ADHD）、うつ病と診断された人では血清亜鉛が低いことが示されています。このような観察から、亜鉛の状態と神経発達の転帰の根底にあるメカニズムを調査する複数の研究が始まった。周産期および成人の食事性亜鉛制限の動物モデルでは、不安や動きの鈍さ、反復行動、社会的行動の変化など、ASD、ADHD、うつ病の特徴を思わせる明確な行動表現型が得られる。細胞や分子レベルでは、亜鉛は神経発生、細胞の酸化還元状態の調節、転写因子の輸送、シナプス形成、足場タンパク質のShankファミリーを介したシナプス構築の調節に関与していることが示されています。機構的な疑問は残るが、現在のところ、亜鉛の状態は神経細胞の適切な発達に重要であり、いくつかの精神疾患の病因においてまだ見過ごされている因子である可能性が示唆されている。本総説は、周産期の神経生理学における亜鉛の役割、発達中の脳における亜鉛の多くの細胞標的、および幼少期の亜鉛のホメオスタシスの変化がもたらす潜在的影響に関する現在の知識を要約することを目的としている。

Zinc is a tightly regulated trace mineral element playing critical roles in growth, immunity, neurodevelopment, and synaptic and hormonal signaling. Although severe dietary zinc deficiency is relatively uncommon in the United States, dietary zinc deficiency is a substantial public health concern in low- and middle-income countries. Zinc status may be a key determinant of neurodevelopmental processes. Indeed, limited cohort studies have shown that serum zinc is lower in people diagnosed with autism spectrum disorder (ASD), attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), and depression. These observations have sparked multiple studies investigating the mechanisms underlying zinc status and neurodevelopmental outcomes. Animal models of perinatal and adult dietary zinc restriction yield distinct behavioral phenotypes reminiscent of features of ASD, ADHD, and depression, including increased anxiety and immobility, repetitive behaviors, and altered social behaviors. At the cellular and molecular level, zinc has demonstrated roles in neurogenesis, regulation of cellular redox status, transcription factor trafficking, synaptogenesis, and the regulation of synaptic architecture via the Shank family of scaffolding proteins. Although mechanistic questions remain, the current evidence suggests that zinc status is important for adequate neuronal development and may be a yet overlooked factor in the pathogenesis of several psychiatric conditions. This review aims to summarize current knowledge of the role of zinc in the neurophysiology of the perinatal period, the many cellular targets of zinc in the developing brain, and the potential consequences of alterations in zinc homeostasis in early life.