甲状腺ホルモン不活性化酵素である3型デオディナーゼは、コーン光受容体の生存と成熟を制御します

哺乳類の神経系の成熟には、甲状腺ホルモンの適切な提供と、ホルモンに対する組織反応を促進するメカニズムが必要です。ここでは、日光と色視の光受容体であるコーンの発達には、甲状腺ホルモン不活性化酵素である3型デオディナーゼによる甲状腺ホルモンからの保護が必要であると報告しています。DiO3によってコードされる3型デオディナーゼは、未熟マウス網膜で発現しています。dio3（ - / - ）マウスでは、コーンの約80％が新生児細胞死によって失われます。短い（s）と中程度の（m）波長光の両方に対する応答のためにオプシンの光眼鏡を発現するコーンが失われます。薄暗い光視を媒介するロッド光受容体は、本質的にそのままのままです。野生型犬の過剰な甲状腺ホルモンもコーンを排除します。コーン損失は、Trbeta2の欠失がDio3（ - / - ）マウスのコーンを救助するため、コーン特異的甲状腺ホルモン受容体Beta2（Trbeta2）によって媒介されます。ただし、中程度のホルモン刺激下でTrbeta2がMオプシンを誘導し、網膜上のMおよびSオプシンのパターン形成を制御するため、救助コーンは短いが波長光に反応しません。結果は、3型デオディナーゼがコーンのコーンの生存とコーン機能に必要なオプシンのパターニングの両方を保護するレベルにコーンのホルモン暴露を制限することを示唆しています。

Maturation of the mammalian nervous system requires adequate provision of thyroid hormone and mechanisms that enhance tissue responses to the hormone. Here, we report that the development of cones, the photoreceptors for daylight and color vision, requires protection from thyroid hormone by type 3 deiodinase, a thyroid hormone-inactivating enzyme. Type 3 deiodinase, encoded by Dio3, is expressed in the immature mouse retina. In Dio3(-/-) mice, approximately 80% of cones are lost through neonatal cell death. Cones that express opsin photopigments for response to both short (S) and medium-long (M) wavelength light are lost. Rod photoreceptors, which mediate dim light vision, remain essentially intact. Excessive thyroid hormone in wild-type pups also eliminates cones. Cone loss is mediated by cone-specific thyroid hormone receptor beta2 (TRbeta2) as deletion of TRbeta2 rescues cones in Dio3(-/-) mice. However, rescued cones respond to short but not longer wavelength light because TRbeta2 under moderate hormonal stimulation normally induces M opsin and controls the patterning of M and S opsins over the retina. The results suggest that type 3 deiodinase limits hormonal exposure of the cone to levels that safeguard both cone survival and the patterning of opsins that is required for cone function.