p,p’-DDE和PCB153對青春前期大鼠甲狀腺激素功能紊亂的機制研究.pdf

1、背景：多氯聯(lián)苯（PCBs）和有機氯農(nóng)藥DDT是環(huán)境中兩類深受關注的持久性有機污染物（POPs），二者在化學結(jié)構(gòu)上與甲狀腺激素具有很強的相似性。國內(nèi)外大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，PCBs和DDT及其主要代謝產(chǎn)物p,p’-DDE廣泛共存于多種環(huán)境介質(zhì)和生物體內(nèi)，且達到相當高水平。多年來大量內(nèi)分泌干擾物研究主要集中在生殖發(fā)育毒性方面，而對甲狀腺功能影響的研究相對較少。近年來人們已經(jīng)開始關注DDT和PCBs對甲狀腺功能的影響，發(fā)現(xiàn)DDT和PCBs的暴露

2、，可能引起機體甲狀腺激素功能紊亂，甚至引起甲狀腺毒性作用，但是，其作用機制尚未完全闡明。此外，MAPK和PI3K/Akt信號轉(zhuǎn)導通路是生物體內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導通路，廣泛參與介導細胞生長、發(fā)育、分裂、分化和凋亡等多種生理及病理過程。雖有報道 MAPK和PI3K/Akt信號轉(zhuǎn)導通路不同程度的參與甲狀腺激素效應的發(fā)揮和水平的調(diào)節(jié)，但在POPs致下丘腦-垂體-甲狀腺軸功能紊亂中的作用卻未見報道。
　　目的：揭示p,p’-DDE或/和PCB1

3、53致青春前期大鼠甲狀腺激素功能紊亂的分子機制，并闡明MAPK和PI3K/Akt信號轉(zhuǎn)導通路在POPs致甲狀腺功能損傷中的作用，從而為有機氯污染物和多氯聯(lián)苯致甲狀腺激素功能紊亂的防治提供新的學術思路和科學依據(jù)。
　　方法：60只青春前期雄性SD大鼠，分為3批（20只/批），每批隨機分為4個劑量組（5只/組）。用不同劑量的p,p’-DDE（0、20、60和100mg/kg）或/和PCB153（0、4、16和32mg/kg）腹腔注射染

4、毒大鼠5天。在用不同濃度的p,p’-
　　DDE或/和PCB153處理甲狀腺細胞(Nthy-ori3-1）前，使用MAPK或PI3K/Akt信號通路的特異性抑制劑預處理細胞。ELISA、實時熒光定量PCR、Western blotting、免疫組化、免疫熒光、分光光度法、激光共聚焦等分子生物學實驗方法或技術，用來分析檢測相關基因、蛋白以及酶活性水平。
　　結(jié)果：與對照組相比，p,p’-DDE染毒后，大鼠血清中甲狀腺激素TT4

5、和FT4水平下降（P<0.05）。p,p’-DDE可有效誘導肝Ⅰ型和Ⅱ型代謝酶，UDPGTs、CYP1A1和 CYP2B1基因表達、蛋白水平和酶活性均升高（P<0.05）。p,p’-DDE染毒后，大鼠血清中轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（TTR）水平降低（P<0.01），而下丘腦中甲狀腺激素受體（TRα1、TRβ1）的基因表達水平增強（P<0.05）。此外， p,p’-DDE還引起了機體的氧化應激，導致了血清中 GSH-PX和 SOD活性的降低（P<0

6、.05），進而激活了下丘腦中 ERK信號轉(zhuǎn)導通路。與對照組相比，染毒組大鼠ERK基因表達、p-ERK蛋白表達水平升高（P<0.05）。
　　PCB153染毒后，大鼠血清中TT4、FT4、TT3和TRH水平降低，與對照組相比，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。PCB153還可使血清中甲狀腺球蛋白（Tg）、甲狀腺過氧化物酶（TPO）和鈉碘轉(zhuǎn)運體（NIS）的水平降低（P<0.05），下丘腦中脫碘酶（D2、D3）基因表達也明顯下降（P<

7、0.05）。此外，與對照組相比，下丘腦中TSH受體（TSHr）和TRH受體（TRHr）基因表達水平也降低（P<0.05），但 TRα1和 TRβ1表達不受影響。另外，PCB153染毒可有效誘導肝I型和II型代謝酶，UDPGTs、CYP2B1和CYP3A1基因表達升高（P<0.05），但血清中 TTR水平未見明顯變化。PCB153染毒后可引起機體氧化應激，血清中 GSH-PX和 SOD活性降低（P<0.05），進而激活 JNK信號通路，活

8、化的JNK信號通路通過下調(diào) TRHr蛋白的表達，干擾下丘腦-垂體-甲狀腺軸（HPT軸），但是ERK和P38信號通路未見激活信號。
　　p,p’-DDE和 PCB153聯(lián)合染毒后，大鼠血清中 TT4、FT4、TT3和 TSH水平降低（P<0.05）。p,p’-DDE和PCB153聯(lián)合染毒降低了血清中TTR、Tg、D2水平，與對照組相比，差異均具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。另外，PCB153和p,p’-DDE聯(lián)合染毒還誘導了肝I型和

9、II型代謝酶的表達，UDPGTs、CYP1A1、CYP2B1和 CYP3A1基因表達升高（P<0.05）。另外，下丘腦中 TRα1、TRβ1和 TRHr表達也增強（P<0.05）。PCB153和p,p’-DDE聯(lián)合染毒引起機體的氧化應激，血清中GSH-PX、SOD活性下降，而MDA水平升高（P<0.05），進而激活PI3K/Akt和ERK信號通路，活化的PI3K/Akt和ERK信號通路通過分別上調(diào)TRβ1和TRHr蛋白水平（P<0.05

10、），協(xié)同干擾下丘腦-垂體-甲狀腺軸（HPT軸）的正常反饋調(diào)節(jié)。但是，JNK和P38信號通路未見激活信號。
　　結(jié)論：在本實驗條件下，p,p’-DDE或/和PCB153染毒引起青春前期大鼠甲狀腺激素功能紊亂，潛在的機制包括：①.影響甲狀腺激素的生物合成、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)運和代謝，干擾甲狀腺激素水平；②.干擾甲狀腺激素受體表達，影響甲狀腺激素生物學效應發(fā)揮；③.激活MAPK和PI3K/Akt信號通路，干擾下丘腦-垂體-甲狀腺軸的功能。