脂毒性致甲狀腺功能異常的機制研究.pdf

1、研究背景:甲狀腺功能減退（hypothyroidism，簡稱甲減）是由于甲狀腺激素合成及分泌減少，或其生理效應不足所致機體代謝降低的一種疾病。按照疾病的嚴重程度，甲狀腺功能減退可分為亞臨床甲狀腺功能減退（subclinical hypothyroidism，簡稱亞甲減）和臨床甲狀腺功能減退（overt hypothyroidism，簡稱臨床甲減）。亞甲減是指血清甲狀腺激素水平正常，促甲狀腺激素(thyrotropin，TSH)水平超出正

2、常值上限;而臨床甲減是指是血清甲狀腺激素水平降低的同時伴有TSH水平升高。
　　近年來，世界范圍內(nèi)甲減的患病率顯著上升。有研究表明，甲減與導致心血管疾病的多種危險因素密切相關，是冠心病發(fā)生發(fā)展的獨立危險因素，是繼發(fā)性高血壓和血脂異常的重要原因。因此，揭示甲減的病因，對疾病做到早期預防就顯得尤為重要。研究顯示，自身免疫反應、碘攝入過多或不足、炎癥等多種因素均可引起甲狀腺激素合成障礙，從而導致甲減。然而，這些原因尚難以完全解釋減高發(fā)的

3、現(xiàn)象。
　　作為膳食的三大營養(yǎng)素之一，膳食脂肪是人類飲食的重要組成成分，在供給熱量、提供人體必需脂肪酸和脂溶性維生素、保護隔離等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，過量的膳食脂肪攝入可使血中的甘油三酯及其水解產(chǎn)物游離脂肪酸增多，超出機體對游離脂肪酸的處理能力及脂肪組織對甘油三酯及游離脂肪酸的儲存能力，導致大量甘油三酯和游離脂肪酸在非脂肪組織異位沉積，繼而造成組織細胞的慢性損傷，最終引起靶器官的功能障礙，這種現(xiàn)象被稱為脂毒性(Lipot

4、oxicity)。脂毒性與疾病的關系已引起國內(nèi)外廣泛關注，特別是脂毒性在糖尿病、脂肪肝、代謝綜合征等代謝性疾病的發(fā)病機制中的研究尤為突出，干預脂毒性已成為防治上述疾病的重要策略。
　　甲狀腺是人體重要的內(nèi)分泌器官，主要功能是合成甲狀腺激素，調(diào)節(jié)機體物質及能量代謝。甲狀腺激素有四碘甲腺原氨酸(thyroxine，3，5，3’，5’-tetraiodotyyronine，T4)和三碘甲腺原氨酸（3，5，3’-triiodothyron

5、ine，T3）兩種，這兩種激素的體內(nèi)平衡對多種器官的發(fā)育具有重要作用，對人體的各種代謝及維持人體細胞的生命活動有著至關重要的作用。甲狀腺激素的合成和分泌受下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素(TRH)和腺垂體分泌的促甲狀腺激素(TSH)的調(diào)節(jié)。生理情況下，下丘腦釋放TRH促進腺垂體TSH的分泌，TSH進一步作用于甲狀腺濾泡上皮細胞上的TSHR促進T4和T3的合成和分泌;當血液中甲狀腺激素濃度升高后，可負反饋抑制腺垂體TSH的合成和釋放，從而

6、保證血液中甲狀腺激素水平不至于過高;而當血中甲狀腺激素濃度降低時，對腺垂體的抑制作用減弱，TSH分泌增加，從而升高血液中甲狀腺激素水平。甲狀腺激素的合成主要是在甲狀腺細胞鈉碘轉運體(Sodium iodide symporter, NIS)、甲狀腺球蛋白(Thyroglobulin，Tg)、甲狀腺過氧化物酶(Thyroid peroxidase，TPO)等分子的參與下共同完成的。
　　既往有限的體內(nèi)研究提示過量膳食脂肪攝入可使血清

7、甲狀腺激素和（或）TSH水平發(fā)生改變。Araujo RL的研究發(fā)現(xiàn)添加了豬油和豆油的混合高脂飼料喂養(yǎng)8周的大鼠血清TSH水平顯著升高，而T4和T3水平無明顯改變。Han等在研究高碘和高脂攝入同時作用對甲狀腺的影響時也發(fā)現(xiàn)，給予小鼠添加了豬油和膽固醇的高脂飼料分別喂養(yǎng)1，3和6個月，小鼠血清甘油三酯水平升高的同時，T4和T3水平也時間依賴性下降。不同的高脂成分及不同的高脂攝入時間可能導致了以上研究結果的不一致性。
　　本研究中，我們

8、分別通過體內(nèi)（高脂喂養(yǎng)大鼠模型）與體外細胞水平（棕櫚酸刺激甲狀腺細胞）研究，不僅動態(tài)觀察大鼠血清甲狀腺激素水平變化，從甲狀腺形態(tài)結構（分別從大體、顯微及超微水平）及甲狀腺激素合成相關分子表達方面闡明高脂攝入對甲狀腺的影響，而且識別其關鍵分子，為血脂異常伴甲狀腺功能異常提供新的治療思路和策略。
　　目的:1、動態(tài)觀察長期高脂飲食對大鼠血清甲狀腺激素水平、甲狀腺形態(tài)結構（分別從大體、顯微及超微水平）及甲狀腺激素合成相關分子表達的影響，

9、明確脂毒性對甲狀腺功能是否存在影響。
　　2、通過棕櫚酸下調(diào)甲狀腺細胞Tg、NIS和TPO的表達水平及功能，初步揭示脂毒性影響甲狀腺功能的作用機制。
　　方法:1、動物分組與造模:雄性SD大鼠40只（170-190g，6周齡），適應性飼養(yǎng)一周后，隨機分為2組，每組20只，即普通飲食組和高脂飲食組，分別給予普通飲食（100％基礎飼料，3.49 kcal/g）或高脂飲食(85％基礎飼料+15％豬油，4.14 kcal/g)喂養(yǎng)2

10、4周。喂養(yǎng)過程中分別于第12、18周經(jīng)鎖骨下靜脈穿刺取空腹血，24周處死時留取空腹血和甲狀腺組織。
　　2、人甲狀腺原代細胞培養(yǎng):人甲狀腺組織剪碎，Ⅰ型膠原酶與胰酶混合液中37℃消化40-60 min，過濾后洗滌沉淀并種板，使用含NBS及TSH的DMEM/F12培養(yǎng)基培養(yǎng)。
　　3、血脂譜的評估:使用全自動生化分析儀測定高脂喂養(yǎng)24周大鼠血清總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)。
　　4

11、、循環(huán)甲狀腺激素水平的評估:應用ELISA檢測高脂喂養(yǎng)12、18及24周時大鼠血清TT4、FT4及TSH水平變化。
　　5、甲狀腺形態(tài)結構影響的評估:分別采用高頻超聲掃描、HE染色及透射電鏡觀察高脂喂養(yǎng)24周大鼠甲狀腺組織及超微結構的變化，并超聲下測量甲狀腺體積。
　　6、組織細胞內(nèi)脂質含量的評估:應用酶法測定甲狀腺組織和細胞內(nèi)甘油三酯及游離脂肪酸含量。
　　7、甲狀腺激素合成相關分子mRNA水平表達的評估:采用Rea

12、l time-PCR檢測大鼠甲狀腺內(nèi)甲狀腺激素合成相關分子NIS、Tg、TPO、Deiodinase1、TSHR、Pendrin和DUOX2在mRNA水平變化，檢測人甲狀腺原代細胞內(nèi)NIS、Tg、TPO在mRNA水平變化。
　　結果:1、長期高脂飲食增加大鼠體重，升高血脂
　　造模起始時兩組大鼠的體重無明顯差別。不同飲食喂養(yǎng)24周后，高脂飲食組大鼠的體重比普通飲食組顯著增加（P＜0.05），高脂飲食組大鼠的血清甘油三酯較普通

13、飲食組升高了79％（P=0.002）。血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇兩組間的差別無統(tǒng)計學意義。
　　2、長期高脂飲食降低血清TT4、FT4，升高血清TSH
　　造模12周時，普通飲食組和高脂飲食組大鼠的血清TT4、FT4無顯著差異(P＞0.05)。然而，隨著造模時間的延長，喂養(yǎng)18周及24周時高脂飲食組大鼠的血清TT4和FT4較普通飲食組顯著下降。在不同飲食喂養(yǎng)12、18及24周時，高脂飲食組大鼠的血清TSH均較普通飲食組

14、顯著升高（P均＜0.05）。
　　3、大鼠血清甘油三酯水平和TT4水平呈負相關
　　對兩組大鼠的血清甘油三酯水平和TT4水平進行Pearson相關分析，結果顯示二者呈負相關（r=-0.35; p=0.027）。該結果表明血清甘油三酯水平和甲狀腺功能呈濃度依賴性負相關。
　　4、長期高脂飲食增加大鼠甲狀腺內(nèi)甘油三酯含量
　　高脂飲食組大鼠甲狀腺內(nèi)的甘油三酯含量較普通飲食組升高了2.4倍(P=0.032)。這表明在血

15、清甘油三酯水平升高的同時，甲狀腺沉積的甘油三酯同時增加。
　　結論:1.長期高脂飲食在升高大鼠血清甘油三酯水平的同時，可增加其甲狀腺內(nèi)甘油三酯含量。同時，棕櫚酸處理也可增加體外培養(yǎng)甲狀腺細胞內(nèi)脂質含量。這為脂毒性影響甲狀腺功能提供了前提基礎。
　　2.長期高脂飲食降低血清TT4和FT4水平，升高血清TSH水平，改變甲狀腺的形態(tài)結構，并伴隨著NIS表達的下降。棕櫚酸處理下調(diào)甲狀腺激素合成關鍵分子Tg、NIS和TPO的表達，并降