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研究目的1.筛选甲状腺干扰作用的敏感指标和适宜暴露周期。2.研究丙基硫脲嘧啶(PTU)、多氯联苯(PCBs)和高氯酸铵(AP)甲状腺干扰作用的剂量-反应关系,建立基准剂量方法,获得三种物质的毒理学参考点。3.研究PTU、PCBs和AP基于甲状腺干扰的联合作用及其模式,比较3x2析因设计的方差分析法和“剂量相加”法的优缺点。研究方法本研究分三部分：1.PTU甲状腺干扰作用的时效关系研究按体重将50只健康雌性SD大鼠随机分为5组：假手术(Sham)对照组、去卵巢(OVX)对照组、OVX给药4d组、OVX给药8d组、OVX给药12d组。给药组分别灌胃给予5mg/kg bw的PTU玉米油悬浮液4天、8天和12天,对照组给予溶剂对照。检测指标包括：肝脏I型5’-脱碘酶(5’-DI)活性,肝脏苹果酸酶(ME)活性,血清T3、T4和TSH水平,组织病理学检查,甲状腺脏器系数和甲状腺表皮/胶质比等,分析不同给药时间对上述指标的影响。2. PTU、PCBs和AP甲状腺干扰作用的剂量-反应关系研究按体重将140只健康雌性SD大鼠随机分为14组：sham对照组,OVX对照组,PTU4组(剂量：0.1,0.5,1.0,5.0mg/kg bw), PCBs4组(剂量：0.1,1.0,5.0,10.0mg/kg bw), AP4组(剂量：50,100,250,500mg/kg bw)。对照组分别灌胃给予溶剂对照,连续灌胃8天。检测指标包括：5’-DI酶活性,血清T3、T4和TSH水平,组织病理学检查,甲状腺脏器系数和甲状腺表皮/胶质比等。分析各受试物的未观察到有害作用剂量(NOAEL)和观察到有害作用的最小剂量(LOAEL)。使用基准剂量软件(BMDS)拟合各受试物每个指标的剂量-反应关系,计算各受试物对每项指标的基准剂量(BMD)和基准剂量下线(BMDL)。3.PTU、PCBs和AP甲状腺干扰作用的联合作用模式研究按体重将60只大鼠随机分为6组：OVX对照组,以LOAEL剂量联合染毒组(PTU+PCBs, PTU+AP, PCBs+AP, PTU+PCBs+AP),以BMDL剂量联合染毒组(PTU+PCBs+AP)。对照组灌胃给予溶剂对照,其余组按上述剂量组合给予受试物,连续灌胃8天。检测指标包括：血清T3、T4水平,组织病理学检查,甲状腺脏器系数和甲状腺表皮/胶质比等。使用3×2析因设计的方差分析对PTU、PCBs和AP的交互作用进行分析,根据方差分析结果判断有无交互作用及联合作用模式类型。以PTU作为指示化合物,根据“剂量相加”法基本原理分析三种受试物的联合剂量及其对应效应,通过与实测效应比对,分析三种受试物的联合作用模式。研究结果1.PTU甲状腺干扰作用的时效关系研究试验结束时,各OVX组平均体重和增重均显著高于sham对照组(P<0.01),而OVX各组间体重无显著差别(P>0.05)。各染毒组血清T3, T4, TSH,5’-DI酶活性,甲状腺脏器系数,表皮/胶质比等指标的改变均有统计学意义(P<0.05),ME酶活性差异均未见统计学意义(P>0.05)。各给药组甲状腺均出现不同程度的滤泡上皮增生、滤泡间质毛细血管充血、滤泡内胶质减少等组织病理学变化。血清T3、TSH、5’-DI活性和病理学检查等指标在给药4天后就表现出有统计学意义的改变(P<0.05),除ME酶活性外,其它检测指标均在8天时出现显著改变(P<0.05)；同12天组相比,8天组大部分指标(如血清T3、T4、5-DI活性、表皮/胶质比等)的差异无统计学意义(P>0.05)。2. PTU、PCBs和AP甲状腺干扰作用的剂量-反应关系研究试验结束时,各OVX组体重和增重均显著高于sham对照组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01), OVX各组间大鼠体重无显著差异(P>0.05)。所有PTU染毒组血清T3、T4和甲状腺表皮/胶质比的改变有统计学意义(P<0.05),甲状腺出现不同程度的滤泡上皮增生,滤泡胶质减少或消失,滤泡间质毛细血管充血。部分PTU染毒组血清TSH、5’-DI酶活性和甲状腺脏器系数的变化有统计学意义(P<0.05)。所有PCBs染毒组血清T4均显著低于OVX对照组(P<0.01),而5’-DI酶活性和甲状腺脏器系数的改变无统计学意义(P>0.05)；部分PCBs染毒组血清T3、TSH、表皮/胶质比的改变有统计学意义(P<0.05)。PCBs低剂量组(0.1mg/kg bw)无显著组织病理学变化,其余组随着剂量增加甲状腺组织病理学损伤加重。所有AP染毒组血清T4,TSH,甲状腺脏器系数和表皮/胶质比的改变均有统计学意义(P<0.05),而5’-DI酶活性的改变均无统计学意义(P>0.05)；部分AP染毒组的血清T3显著低于OVX对照组(P<0.01)。AP染毒各组甲状腺出现不同程度的组织病理学损伤。综合各指标数据,PTU、PCBs和AP甲状腺干扰作用的LOAEL分别为0.1,0.1和50mg/kg bw;基准剂量法分析获得各受试物甲状腺干扰作用的BMD和BMDL分别为：0.03和O.Olmg/kg bw (PTU),0.06和0.02mg/kg bw (PCBs),22和15mg/kg bw (AP)。3. PTU、PCBs和AP甲状腺干扰作用的联合作用模式研究实验结束时,所有组大鼠体重差异均无统计学意义(P>0.05)。所有联合染毒组的OVX大鼠血清T4,甲状腺脏器系数和表皮/胶质比的改变均有统计学意义(P<0.05)；所有联合染毒组均可见不同程度的甲状腺组织病理学损伤。析因设计的方差分析结果显示：PTU和PCBs联合对血清T3为协同作用,对血清T4和甲状腺脏器系数为相加作用,而对表皮/胶质比表现为拮抗作用；PTU和AP联合对甲状腺表皮/胶质比为拮抗作用,而对血清T3、T4和甲状腺脏器系数的影响均为相加作用；PCBs和AP联合对血清T3为协同作用,而对血清T4、甲状腺脏器系数和表皮胶质比的影响均为相加作用；PTU、PCBs和AP三种TDCs共同染毒,对血清T3、T4皆为协同作用,对甲状腺表皮/胶质比为拮抗作用,而对甲状腺脏器系数的影响为相加作用。剂量相加法分析结果显示,以LOAEL和BMDL剂量联合染毒对OVX大鼠血清T4的影响表现出协同作用。研究结论1.PTU对OVX大鼠甲状腺干扰作用存在显著的时效关系,8天是适宜暴露周期,敏感指标有血清T3、T4、TSH、肝脏5’-DI酶活性、甲状腺脏器系数和表皮/胶质比。2. PTU、PCBs和AP对OVX大鼠甲状腺干扰作用呈显著的剂量-反应关系,三种TDCs的LOAEL分别为0.1,0.1和50mg/kg bw,而BMDL分别为：0.01,0.02和15mg/kg bw。3. PTU、PCBs和AP同时暴露,对OVX大鼠的影响主要表现为相加或协同作用。但受作用机制,分析方法的影响,三种物质的联合作用模式仍需进一步深入研究和分析。