Loss of Hfe Function Reverses Impaired Recognition Memory Caused by Olfactory Manganese Exposure in Mice

Qi Ye; Jonghan Kim

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자료유형: 학술저널

저자정보: Qi Ye (Northeastern University) Jonghan Kim (Northeastern University)

저널정보: 한국독성학회 Toxicological Research Toxicological Research Vol.31 No.1

발행연도: 2015.3

수록면: 17 - 23 (7page)

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Excessive manganese (Mn) in the brain promotes a variety of abnormal behaviors, including memory deficits, decreased motor skills and psychotic behavior resembling Parkinson’s disease. Hereditary hemochromatosis (HH) is a prevalent genetic iron overload disorder worldwide. Dysfunction in HFE gene is the major cause of HH. Our previous study has demonstrated that olfactory Mn uptake is altered by HFE deficiency, suggesting that loss of HFE function could alter manganese-associated neurotoxicity. To test this hypothesis, Hfe-knockout (Hfe?/?) and wild-type (Hfe+/+) mice were intranasally-instilled with manganese chloride (MnCl₂ 5 ㎎/㎏) or water daily for 3 weeks and examined for memory function. Olfactory Mn diminished both short-term recognition and spatial memory in Hfe+/+ mice, as examined by novel object recognition task and Barnes maze test, respectively. Interestingly, Hfe?/? mice did not show impaired recognition memory caused by Mn exposure, suggesting a potential protective effect of Hfe deficiency against Mn-induced memory deficits. Since many of the neurotoxic effects of manganese are thought to result from increased oxidative stress, we quantified activities of anti-oxidant enzymes in the prefrontal cortex (PFC). Mn instillation decreased superoxide dismutase 1 (SOD1) activity in Hfe+/+ mice, but not in Hfe?/? mice. In addition, Hfe deficiency up-regulated SOD1 and glutathione peroxidase activities. These results suggest a beneficial role of Hfe deficiency in attenuating Mn-induced oxidative stress in the PFC. Furthermore, Mn exposure reduced nicotinic acetylcholine receptor levels in the PFC, indicating that blunted acetylcholine signaling could contribute to impaired memory associated with intranasal manganese. Together, our model suggests that disrupted cholinergic system in the brain is involved in airborne Mn-induced memory deficits and loss of HFE function could in part prevent memory loss via a potential up-regulation of anti-oxidant enzymes in the PFC.

#Acetylcholine receptor #Glutathione peroxidase #Hemochromatosis #Iron overload #Novel object recognition #Superoxide dismutase

참고문헌 (30)

참고문헌 신청

Cotzias, G.C. / 1958 / Manganese in health and disease / Physiol. Rev 38:503~532

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Merryweather-Clarke, A. T. / 2000 / Geography of HFE C282Y and H63D mutations / Genet. Test. 4:183~198

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Qi Ye

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주요연구분야 의약학 > 기초의학 > 예방의학·직업환경의학

논문수 2 이용수 16

Jonghan Kim

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주요연구분야 의약학 > 기초의학 > 예방의학·직업환경의학

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