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目的:通过动物实验,复制出不同缺碘程度及不同高碘程度的动物模型,观察不同处理因素母鼠尿碘水平、血清碘水平及胎鼠羊水碘水平。通过母鼠甲状腺、胎盘NIS mRNA及蛋白表达情况,研究母鼠摄碘能力的变化,以及母鼠体内IGF-Ⅰ、TGF-β1、TNF-α等细胞因子对胎盘摄碘能力的影响及调节机理。 方法:选择体重80~100克的Wistar大鼠225只(雌鼠165只,雄鼠60只),其中雌鼠按体质量随机分组,分为6组,前5组每组30只,最后一组15只。分组如下:①低碘1(LI1)组(病区粮食配方低碘饲料+含碘0μg/L去离子水);②低碘2(LI2)组(病区粮食配方低碘饲料+含碘5μg/L去离子水);③对照(NI)组(普通粮食配方饲料+含碘50μg/L去离子水);④高碘1(HI1)组(普通粮食配方饲料+含碘3000μg/L去离子水);⑤高碘2(HI2)组(普通粮食配方饲料+含碘10000μg/L去离子水)。⑥未孕对照(NNI)组(普通粮食配方饲料+含碘50μg/L去离子水)。如上饲养12周,每周称体重,12周后收集大鼠尿液,测定尿碘基础值。将前5组雌鼠与雄鼠合笼,交配后将雄鼠取出,检查阴道涂片,涂阳者认为受孕成功,记为孕期第0天。将受孕雌鼠单独喂养,然后再随机分为3组,分别于孕早期(第6、7天)、孕中期(第12、13天)、孕晚期(第19、20天)处死孕鼠,取血清、羊水、甲状腺、胎盘,杀鼠的前一天收集尿液,测妊娠期尿碘。未孕对照组不取羊水、胎盘其余处理同前5组。大鼠血清-80℃保存,羊水-20℃保存;甲状腺及胎盘组织液氮速冻后-80℃保存。放射免疫法检测血清T3、T4;实时荧光定量PCR方法检测妊娠期大鼠甲状腺NIS、IGF-Ⅰ、TGF-β1、TNF-α mRNA表达;Western blot方法检测甲状腺及胎盘NIS、IGF-Ⅰ、TGF-β1的蛋白表达。 结果:1、与NI组比较,LI1组、LI2组的甲状腺绝对质量与相对质量均显著增加(P均<0.01);HI1组、HI2组的甲状腺绝对与相对质量略低,但同NI组比较差异无统计学意义(P均>0.05)。妊娠期NI组甲状腺绝对质量同未孕NI组比较差异无统计学意义(P>0.05)。 2、基础尿碘LI组低于NI组(P均<0.01),HI组高于NI组(P均<0.01)。整个妊娠期尿碘低于未孕(P<0.05);各孕期LI组均低于NI组(P均<0.01),HI组均高于NI组(P均<0.01)。NI组、HI组孕晚期尿碘均高于孕早、中期(P均<0.01);LI组孕晚期均高于孕中期(P均<0.05),与孕早期比较差异无统计学意义(P均>0.05)。NI组大鼠尿碘随着孕期的增长呈逐渐增加的趋势。 3、妊娠期大鼠血清碘LI1组、LI2组均低于NI组,HI1组、HI2组均高于NI组(P均<0.01)。适碘条件下孕晚期血清碘水平最低。 4、孕鼠羊水碘孕中期、孕晚期LI1组均低于NI组(P均<0.01),HI组均高于NI组(P均<0.01),LI2组同NI组比较差异无统计学意义。各组孕晚期羊水碘均高于孕中期(P均<0.05)。 5、血清碘尿碘比值LI组均高于NI组(P均<0.01),HI组均低于NI组(P均<0.01)。羊水碘血清碘比值LI组均高于NI组(P均<0.05),HI组同NI组比较差异无统计学意义。 6、妊娠期大鼠血清T3水平LI2组各孕期均高于NI组。T4随着碘水平增加逐渐增高,各孕期LI组均低于NI组:孕早期HI1组高于NI组(P<0.01),孕中、晚期HI组同NI组比较差异无统计学意义。未孕对照组高于NI组(P<0.05)。妊娠期NI组T3、T4随着孕期的增长呈下降的趋势。各妊娠期大鼠血清T3/T4水平LI组均高于NI组(P均<0.01),HI组均低于NI组(P均<0.01)。 7、妊娠期大鼠甲状腺NIS mRNA表达水平,各孕期LI组均高于NI组(P均<0.01),HI组均低于NI组(P均<0.01)。对照组同未孕对照比差异无统计学意义。甲状腺NIS蛋白表达趋势同mRNA表达趋势基本一致,LI组均高于NI组,HI组均低于NI组,差异有统计学意义。 妊娠期大鼠胎盘NIS mRNA表达水平,孕中期,HI2组低于NI组(P<0.01);孕晚期,LI1组、HI1组均低于NI组,LI2组、HI2组均高于NI组(P均<0.05)。NI组、LI2组、HI2组孕晚期均高于孕中期(P均<0.01)。胎盘NIS蛋白表达结果同mRNA表达结果不太一致,孕中期,LI组、HI组均低于NI组;孕晚期LI组、HI2组均高于NI组;LI组、HI2组孕晚期均高于孕中期,NI组及HI1组孕中、孕晚期比较差异无统计学意义。 8、妊娠期大鼠甲状腺IGF-Ⅰ mRNA表达水平,孕早期LI组高于NI组,HI组低于NI组;孕中期HI2组低于NI组;孕晚期LI2、HI2组均低于NI组。NI组孕早、孕中、孕晚期甲状腺IGF-Ⅰ mRNA表达水平呈增高趋势。大鼠胎盘IGF-Ⅰ mRNA表达水平,HI组孕中、孕晚期均高于同期NI组。NI组孕晚期高于孕中期。蛋白表达结果同mRNA结果基本一致,孕中期LI2低于NI组,HI2组高于NI组;孕晚期各组均高于NI组。各组孕晚期均高于孕中期。 9、妊娠期大鼠甲状腺TGF-β1表达水平,孕早期LI1组高于NI组,HI组低于NI组;孕晚期LI组高于NI组;NI组孕中、孕晚期均低于孕早期。妊娠期大鼠胎盘TGF-β1表达水平,孕中晚期各组比较差异均无统计学意义。NI组孕晚期高于孕中期。 10、甲状腺TNF-α mRNA表达水平,孕早期,LI1组低于NI组,HI2组高于NI组;孕中期,HI1组高于NI组;孕晚期,LI1、LI2组均低于NI组。NI组孕晚期均高于孕早、孕中期。胎盘TNF-α mRNA表达水平,孕中期LI1组低于NI组,HI2组高于NI组;孕晚期LI1组、HI1组均高于NI组。NI组、LI2组、HI2组孕晚期均低于孕中期。 结论: 1、本次试验成功复制出妊娠期低碘、高碘的大鼠动物模型。碘缺乏条件下大鼠出现甲状腺肿大,且随着碘浓度降低甲肿程度加重;高碘条件下大鼠甲状腺出现轻度萎缩,相对质量及绝对质量略低于适碘对照组。 2、在不同碘营养条件下,妊娠期大鼠尿碘低碘组低于适碘组,高碘组高于适碘组;妊娠期尿碘低于未孕对照。妊娠期血清碘重度低碘组低于适碘水平;轻度低碘组低于适碘对照,但差异无统计学意义;高碘组高于适碘对照。各组大鼠羊水碘同血清碘结果一致,孕晚期均高于孕中期。 3、妊娠期大鼠碘缺乏时,甲状腺功能减退,表现为T4显著降低,T3/T4显著增高;碘过量时,甲状腺功能发生改变,表现为T3降低,T4增加,T3/T4降低。妊娠期适碘大鼠随着孕程的增长,T3、T4均呈下降的趋势。 4、在不同碘营养条件下,妊娠期母体存在使子代减轻损害的保护机制。在低碘状态下,妊娠期大鼠甲状腺NIS表达增高,以提高摄碘能力,减轻缺碘对胎鼠的损害;在高碘条件下,甲状腺的NIS表达减弱,摄碘能力降低,减少碘的摄入,进而减轻高碘对胎鼠的危害。 5、胎盘NIS表达孕晚期高于孕中期,随着孕期进展NIS表达逐渐增多,摄取更多的碘以满足胎儿生长发育所需。孕晚期低碘条件下胎盘NIS表达增多,以增加碘摄取满足胎儿所需:高碘条件下,胎盘作为重要的储碘器官,上调NIS表达以储存更多的碘,但通过下调Pendrin表达减少转运到胎儿的碘,从而减轻高碘对胎儿的损伤作用。 6、适碘条件下,妊娠期随着孕期增长IGF-Ⅰ mRNA表达增高,促进甲状腺的功能:长期碘缺乏状况下甲状腺IGF-Ⅰ mRNA表达增高,促进甲状腺细胞增生,增加碘摄入量,提高甲状腺功能,且这种机制在孕早期发挥主要作用,孕中、晚期调节作用不明显;高碘情况下甲状腺IGF-Ⅰ mRNA表达降低,起限制甲状腺碘摄入的作用。整个孕期胎盘IGF-Ⅰ表达逐渐增高,随着孕期的增长,胎盘IGF-Ⅰ在胎鼠的生长分化作用占主导,表达增加以加快胎鼠各组织生长分化。 7、低碘条件下妊娠期母鼠甲状腺TGF-β1 mRNA表达增高,以抑制甲状腺肿的形成,且此抑制作用随碘缺乏程度加深逐渐显著,即甲状腺肿大情况越严重这种抑制作用越显著。高碘水平下甲状腺TGF-β1表达降低,其抑制甲状腺肿作用不明显。适碘条件下胎盘TGF-β1表达随孕期增长逐渐降低,其生长和分化的抑制作用减弱。TGF-β1可与IGF-Ⅰ起协同作用。 8、碘缺乏状态下,甲状腺TNF-α的表达降低,以减弱其抑制甲状腺NIS表达的作用,增加机体摄碘水平;高碘条件下,甲状腺TNF-α表达增加,以降低NIS的表达水平,抑制碘的吸收。孕晚期大鼠胎盘TNF-α表达低于孕中期,TNF-α抑制胎盘NIS表达的作用减弱,以保证妊娠晚期母体及胎儿增加碘的需求量。