p,p’-DDE和PCB153對(duì)青春前期大鼠甲狀腺激素功能紊亂的機(jī)制研究.pdf

1、背景：多氯聯(lián)苯（PCBs）和有機(jī)氯農(nóng)藥DDT是環(huán)境中兩類深受關(guān)注的持久性有機(jī)污染物（POPs），二者在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與甲狀腺激素具有很強(qiáng)的相似性。國(guó)內(nèi)外大量的監(jiān)測(cè)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(dá)到相當(dāng)高水平。多年來大量?jī)?nèi)分泌干擾物研究主要集中在生殖發(fā)育毒性方面，而對(duì)甲狀腺功能影響的研究相對(duì)較少。近年來人們已經(jīng)開始關(guān)注DDT和PCBs對(duì)甲狀腺功能的影響，發(fā)現(xiàn)DDT和PCBs的暴露

2、，可能引起機(jī)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(jī)制尚未完全闡明。此外，MAPK和PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是生物體內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，廣泛參與介導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分裂、分化和凋亡等多種生理及病理過程。雖有報(bào)道 MAPK和PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路不同程度的參與甲狀腺激素效應(yīng)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(bào)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(jī)制，并闡明MAPK和PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在POPs致甲狀腺功能損傷中的作用，從而為有機(jī)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(xué)術(shù)思路和科學(xué)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(jī)分為4個(gè)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(xì)胞(Nthy-ori3-1）前，使用MAPK或PI3K/Akt信號(hào)通路的特異性抑制劑預(yù)處理細(xì)胞。ELISA、實(shí)時(shí)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(xué)實(shí)驗(yàn)方法或技術(shù)，用來分析檢測(cè)相關(guān)基因、蛋白以及酶活性水平。
　　結(jié)果：與對(duì)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(dǎo)肝Ⅰ型和Ⅱ型代謝酶，UDPGTs、CYP1A1和 CYP2B1基因表達(dá)、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(dá)水平增強(qiáng)（P<0.05）。此外， p,p’-DDE還引起了機(jī)體的氧化應(yīng)激，導(dǎo)致了血清中 GSH-PX和 SOD活性的降低（P<0

6、.05），進(jìn)而激活了下丘腦中 ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。與對(duì)照組相比，染毒組大鼠ERK基因表達(dá)、p-ERK蛋白表達(dá)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(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(yùn)體（NIS）的水平降低（P<0.05），下丘腦中脫碘酶（D2、D3）基因表達(dá)也明顯下降（P<

7、0.05）。此外，與對(duì)照組相比，下丘腦中TSH受體（TSHr）和TRH受體（TRHr）基因表達(dá)水平也降低（P<0.05），但 TRα1和 TRβ1表達(dá)不受影響。另外，PCB153染毒可有效誘導(dǎo)肝I型和II型代謝酶，UDPGTs、CYP2B1和CYP3A1基因表達(dá)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(jī)體氧化應(yīng)激，血清中 GSH-PX和 SOD活性降低（P<0.05），進(jìn)而激活 JNK信號(hào)通路，活

8、化的JNK信號(hào)通路通過下調(diào) TRHr蛋白的表達(dá)，干擾下丘腦-垂體-甲狀腺軸（HPT軸），但是ERK和P38信號(hào)通路未見激活信號(hào)。
　　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(duì)照組相比，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。另外，PCB153和p,p’-DDE聯(lián)合染毒還誘導(dǎo)了肝I型和

9、II型代謝酶的表達(dá)，UDPGTs、CYP1A1、CYP2B1和 CYP3A1基因表達(dá)升高（P<0.05）。另外，下丘腦中 TRα1、TRβ1和 TRHr表達(dá)也增強(qiáng)（P<0.05）。PCB153和p,p’-DDE聯(lián)合染毒引起機(jī)體的氧化應(yīng)激，血清中GSH-PX、SOD活性下降，而MDA水平升高（P<0.05），進(jìn)而激活PI3K/Akt和ERK信號(hào)通路，活化的PI3K/Akt和ERK信號(hào)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(hào)通路未見激活信號(hào)。
　　結(jié)論：在本實(shí)驗(yàn)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(jī)制包括：①.影響甲狀腺激素的生物合成、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，干擾甲狀腺激素水平；②.干擾甲狀腺激素受體表達(dá)，影響甲狀腺激素生物學(xué)效應(yīng)發(fā)揮；③.激活MAPK和PI3K/Akt信號(hào)通路，干擾下丘腦-垂體-甲狀腺軸的功能。