不同碘浓度对大鼠甲状腺摄碘功能的影响

马晔 陈跃宇

摘 要：目的 观察不同碘摄入量对大鼠促甲状腺激素受体（TSHR）mRNA、钠碘转运体（NIS）mRNA以及血清过氧化物酶抗体（TPOAb）表达水平的影响。方法 SD大鼠30只，随机分成低碘组（LI）、适碘组（NI）和高碘组（HI），每组10只。于实验第8、16周分批处死。实时荧光定量聚合酶链式反应法测定TSHR mRNA及NIS mRNA表达水平。酶联免疫分析法观察血清TPOAb浓度。结果 实验8周，低碘组和高碘组TSHR mRNA及NIS mRNA表达水平均低于适碘组，差异有统计学意义（P<0.05）；且血清TPOAb浓度高于适碘组，但差异无统计学差异（P>0.05）；实验16周，高碘组和低碘组的TSHR mRNA和NISmRNA表达水平均明显低于适碘组，差异有统计学意义（P<0.05）；血清TPOAb浓度高于适碘组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 包括碘过量和碘缺乏在内的长期碘营养障碍均可降低NIS及TSHR的正常表达，同时提高甲状腺自身抗体的浓度，影响甲状腺摄碘功能。

关键词：碘；甲状腺；钠碘转运体；促甲状腺激素受体；甲状腺过氧化物酶抗体

中图分类号：R581 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.23.023

文章编号：1006-1959（2018）23-0083-03

Abstract：Objective To investigate the effects of different iodine intake on the expression of （TSHR） mRNA， sodium iodide transporter （NIS） mRNA and peroxidase antibody （TPOAb） in rat thyroid stimulating hormone receptor.Methods 30 SD rats were randomly divided into two groups： low iodine group （LI）， normal iodine group （NI） and high iodine group （HI），） 10 rats in each group. The rats were executed in batches at the 8th ，16th week.The expression levels of TSHR mRNA and NIS mRNA were measured by real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction. The concentration of serum TPOAb was observed by enzyme linked immunosorbent assay.Results At the 8th week of the experiment， the expression of TSHR mRNA and NIS mRNA in iodine deficiency group and high iodine group were lower than that in normal iodine group，the difference was statistically significant （P<0.05）.The concentration of serum TPOAb was higher than that of iodine group， but there was no significant difference （P>0.05）.At the 16th week of experiment， the expression levels of TSHR mRNA and NISmRNA in high iodine group and low iodine group were significantly lower than those in normal iodine group，the difference was statistically significant （P<0.05）.The concentration of serum TPOAb was higher than that of iodine group，the difference was statistically significant （P<0.05）.Conclusion Chronic iodine nutritional disorder，including iodine excess and iodine deficiency， can decrease the normal expression of NIS and TSHR， increase the concentration of thyroid autoantibodies and affect the iodine uptake function of thyroid.

Key words：Iodine；Thyroid；Sodium iodide transporter；Thyrotropin receptor；Thyroid peroxidase antibody

甲状腺是人体重要的内分泌器官，它通过摄取碘合成甲状腺激素来维持其正常的调节功能 。外界碘环境的变化可通过影响分布于甲状腺滤泡细胞基底膜侧的特异性钠/碘转运体（Na+/I-symporter，NIS）的表达来调节甲状腺组织的摄碘功能[1，2]。与此同时，同样分布于甲状腺滤泡细胞基底膜侧的促甲状腺激素受体（TSHR）可与TSH结合并激活由c-AMP介导的信号级联反应，上调NIS的表達并促进其向细胞膜转运，调节其在滤泡细胞基底膜侧的分布与定位，提高甲状腺组织摄碘率。过氧化物酶（TPO）是甲状腺微粒体抗原的重要组成部分之一 ，与自身免疫性甲状腺疾病的发生发展密切相关。甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）是甲状腺抑制性抗体，其生成过多会造成甲状腺素的产生减少，影响甲状腺的摄碘功能[3，4]。本实验利用构建不同碘营养水平的大鼠动物模型，动态观察碘对大鼠甲状腺TSHR mRNA及NIS mRNA表达水平的影响，并动态监测长期碘营养障碍对甲状腺自身抗体的影响。

1资料与方法

1.1研究对象 SD大鼠30只，体重120～160 g，平均体重为（138.54±8.32）g，清洁级，由第二军医大学实验动物中心提供。将SD大鼠按照随机数字表法分为三组：①低碘组；②适碘组；③高碘组，每组10只。

1.2实验方法

1.2.1试剂和仪器 Trizol、逆转录（RT）试剂盒、SYBR Green（绿色）荧光染料试剂盒（日本TAKARA公司），聚合酶链式反应（PCR）引物（上海英骏生物技术有限公司），兔抗大鼠NIS多克隆抗体（美国Santa Cruz公司），荧光定量PCR仪（德国EPPENDOFF公司）。TPOAb采用免疫化学发光分析法， Axsym全自动化学发光仪及配套试剂（美国雅培公司）。

1.2.2动物处理 低碘组动物饲以低碘饲料（平均碘含量为30 μg/kg），其余两组饲以正常饲料（平均含碘量300 μg/kg）；低碘组饮用去离子水，适碘组饮用自来水，高碘组饮用含碘化钠的自来水（平均碘含量为3000 μg/kg）。各组动物分别于实验8、16周处死，每组每次处死5只，甲状腺组织离体后立即置于液氮中保存。

1.2.3实时定量荧光PCR测定（real time polymerase chain reaction，RT-PCR）甲状腺组织TSHR mRNA及 NISmRNA的表达 RNA提取按trizol试剂盒说明方法提取组织总RNA，按RT试剂盒说明方法逆转录得到cDNA，以cDNA为模板，进行定量PCR扩增，引物序列及扩增碱基对数目见表1；体系为20 μl，反应条件为：95 ℃预变性5 min，94℃变性15 s，54 ℃退火15s，72 ℃延伸20 s，40个循环后72 ℃延伸10 min。每管样品重复测定3次。

1.2.4 免疫分析法测定大鼠血清过氧化物酶抗体（TPOAb） 实验当天大鼠麻醉成功后，经颈静脉采血2 ml，1 h内分离血清，置于-20 ℃保存，测定前置室温自然融化。

1.3统计学分析 采用SPSS 13. 0统计软件对数据进行分析，计量数据以（x±s）表示，多组数据间比较用单因素方差分析，进一步多重比较采用LSD检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2结果

2.1大鼠甲状腺TSHR mRNA的表达情况 实验第8周，三个实验组存在组间差异（F=11.77，P=0.008），低碘组和高碘组TSHR mRNA表达均低于适碘组（P<0.05）。实验第16周，低碘组与高碘组的TSHR mRNA表达水平均低于适碘组（P<0.01），实验第16周，低碘组与高碘组TSHR mRNA表达水平均低于实验第8周（P<0.05），见表2。

2.2大鼠甲状腺NIS mRNA的表达情况 实验第8周，低碘组NIS mRNA表达低于适碘组，差异有统计学意义（P<0.05），高碘组低于适碘组（P<0.05）。实验16周，低碘组与高碘组的NIS mRNA表达水平均低于适碘组（P<0.01），低碘组低于高碘组，但差异无统计学意义（P>0.05）。实验第16周，低碘组与高碘组NIS mRNA表达水平均低于实验第8周（P<0.05），见表3。

2.3大鼠血清中TPOAb水平 实验第8周，低碘组血清TPOAb水平高于适碘组，但差异无统计学意义（P>0.05），高碘组血清TPOAb水平高于适碘组，但差异无统计学意义（P>0.05）。实验第16周，低碘组和高碘组的血清TPOAb水平高于适碘组（P<0.05），且均高于实验第8周水平，且差异均有统计学意义（P<0.05），见表4。

3 讨论

甲状腺激素的合成依赖于分布于功能靶位的NIS在Na+/K+-ATP酶供能的情况下将活性碘从细胞间质转运至甲状腺细胞中[5]。研究发现[6，7]，去除TSH的FRTL-5细胞，其质膜上的NIS表达明显下降。由此可见，TSH与碘分子同为NIS表达的过程中的重要调节剂，生理情况下，TSH与位于甲状腺滤泡细胞基底膜侧的TSHR结合，通过腺苷酸环化酶（AC）介导c-AMP信号通路等一系列级联反应，上调NIS的表达并促进其定位于功能靶位。一旦TSHR发生异常，甲状腺的碘化及激素合成过程将会受到影响。另一方面碘摄入量可影响甲状腺激素的合成，高碘可下调NIS的表达，这是甲状腺对高碘的自调节机制，其分子基础是过氧化物酶（TPO）和NIS。TPO是甲状腺素合成的关键酶，其活性的高低直接影响甲状腺摄碘功能。国内有文献报道[8，9]，长期高碘可降低大鼠甲状腺TPO活性。与之对应的TPOAb是主要的甲状腺组织自身抗体，其增高与甲状腺组织的损伤密切相关，甚至可能诱发甲状腺癌[10，11]。

本课题组在前期研究中发现，短期的碘营养障碍可启动甲状腺自身保护机制，通过反馈性地引起垂体TSH合成和分泌增加，使得TSH与TSHR结合调控NIS蛋白表达在相对稳定的状态，从而保证甲状腺的正常摄碘。随着暴露于碘营养障碍环境中的时间逐渐延长，甲状腺无法实现自我保护，NIS及TSHR mRNA的水平进行性下降，从而影响甲状腺细胞的摄碘功能。与此同时，本实验还发现，随着碘营养障碍时间的延长，大鼠血清中TPOAb浓度不断增高，这可能是因为TPO的活性降低后，甲状腺滤泡细胞对TPO的利用率下降，从而导致血清中抗体的增高，从而增加了甲状腺细胞被破坏的风险。

结合本课题组建立的长期碘营养障碍动物模型可以看出，长期处于碘缺乏或碘过量环境中，甲状腺滤泡细胞的摄碘功能将受到一定的影响，甲状腺组织被自身抗体破坏的风险不断增加，这也可能是甲状腺相关疾病发生和发展的重要诱因之一。因此，如何正确补碘、控制碘摄入量將是全社会需要重视的问题也是未来科学研究的重点。

参考文献：

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收稿日期：2018-9-5；修回日期：2018-9-21

编辑/雷华