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研究文章|开放获取
达纳·m·Niedowicz Wang-Xia王,道格·a .价格,彼得·t·纳尔逊, ”调制在成年小鼠甲状腺激素水平:对行为和补充大脑的变化的影响”,甲状腺研究期刊》的研究, 卷。2021年, 文章的ID9960188, 13 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/9960188
调制在成年小鼠甲状腺激素水平:对行为和补充大脑的变化的影响
达纳·m·Niedowicz
,1
Wang-Xia王,1,2
道格·a .价格,1
和
彼得·t·纳尔逊1,2
1肯塔基大学的桑德斯布朗老龄中心,列克星敦肯塔基州40536,美国
2病理学、神经病理学、肯塔基大学,列克星敦肯塔基州40536,美国
文摘
甲状腺激素(TH)扰动是一种常见的医学问题。因为大量的公共卫生影响,之前研究人员在动物模型研究了过度和甲状腺功能减退。尽管大多数以前的研究重点在子宫内和/或发展的影响,循环TH水平变化是常见于老年人:大约有20%的人年龄超过80年临床有效的甲状腺功能减退和5%临床甲状腺机能亢进,女性比男性更经常受到影响。TH小鼠疾病模型方法有不同,但通常专注于一个性别,和TH扰动的影响(s)在成人大脑不清楚。我们管理的甲状腺素中年(13至14个月)雄性和雌性小鼠模型甲状腺机能亢进和TH-lowering药物丙基硫氧嘧啶(PTU)和甲硫咪唑,诱发甲状腺功能减退。使用这些药物通常在成年人类。循环级变化观察甲状腺素给20岁时µ饮用水中g / mL两周。相比之下,PTU甲巯基咪唑并没有得到一致的可再生的效果,直到两个月的治疗。没有实质性的TH水平变化在对待动物的脑组织中发现;然而,明显的基因表达的变化,专门为TH-processing成绩单、甲状腺素治疗后观察。我们的研究表明一个健壮的代偿机制的大脑组织/细胞减少TH波动中枢神经系统通过改变基因的表达。TH扰动,并建议相关神经行为改变之间的潜在关联认知状态和过度和甲状腺功能减退。
1。介绍
甲状腺激素(TH)是一个强有力的监管机构的发展和新陈代谢整个动物王国(1]。甲状腺素(tetraiodothyronine或T4)是iodine-containing甲状腺激素原释放到血液。越多的生物活性形式是三碘甲状腺氨酸(T3),形成的酶切除一个碘,随后与细胞内的核受体复合物影响基因转录。T4、T3也通过细胞内信号施加影响(2]。
循环和组织水平的维持在一个相对狭窄的浓度范围3- - - - - -6]。改变血液中TH含量可以在各种各样的组织有不利影响,包括心脏、肾脏、肝脏和大脑。甲状腺机能亢进通常与体重有关,增加心率、稀疏的头发、失眠、和其他临床表现。另一方面,人类甲状腺功能减退与体重增加有关,疲劳,肌肉无力,记忆力受损。但这两种情况已经证明治疗,症状可以微妙,年后可能发生和诊断疾病发作(7- - - - - -9]。尽管TH正常化水平通过药物干预导致许多症状的衰减,一些扰动可能是不可逆转的。目前专注于儿童和年轻人为主,考虑到相应的潜在病因和治疗(10,11]。具体指导老年人提供了临床TH管理但不太清楚,可能是复杂的并发症和可能的与年龄相关的变化处理。
的一个组织,展品最深刻的变化,以应对循环扰动是大脑。TH失调已经可以对大脑发育的影响在子宫内,与母亲的不足与发展和认知延迟(12,13]。此外,循环TH水平变化有病态的影响在成年期(2,6,13- - - - - -15]。人类甲状腺功能减退与认知和运动缺陷(2]。相关的一些认知障碍动物模型海马改变(13]。此外,CSF和大脑TH浓度与年龄相关的神经退行性疾病相关,如后期(Limbic-predominant老年性TDP-43脑病)和脑血管疾病(16- - - - - -19),这表明这些途径的长期后果的扰动。
啮齿动物作为实验模型系统研究TH障碍由于子宫内的扰动的影响,后来的发展,在成年。尚未发表的研究报告不同的治疗条件,包括剂量,治疗长度、交货方法,以及应变和性的实验动物15,20.- - - - - -23]。大多数之前的研究TH失调的动物模型只计算一个性爱。性是一个重要的参数,因为疾病在人类衰老是性别差异16]。
我们进行了一系列的研究测试和治疗剂量范围长度在成年小鼠评估循环TH水平变化,以及下游影响生理和行为参数,以及基因表达。我们关注全球大脑的变化,使用雄性和雌性老鼠。这份报告细节过度和年龄动物和甲状腺功能减退鼠建模提供了新证据的生理和行为影响过度和甲状腺功能减退。
2。材料和方法
2.1。动物
所有动物工作进行了肯塔基大学的同意IACUC依法执行和小灵通的指导方针。岁(13个月)C57Bl / 6 j (Jax # 000664)老鼠从国家老龄研究所获得(马里兰州贝塞斯达),年轻时(2个月)老鼠从杰克逊实验室获得(巴尔港,我)。老鼠组安置,美联储和浇水随意和保持一个常数,14/10-hour光/暗周期。小鼠安乐死的巴比妥酸盐过量(SomnaSol™, Med-Pharmex Inc .,波莫纳,CA),紧随其后的是心脏灌注与PBS使用蠕动泵(费舍尔科学、汉普顿,NH)。心中灌注后立即重没有冻结。大脑划分使用手术刀在矢状面;一半在磷酸盐10%福尔马林固定,而另一个是立即冻结在−切除小脑后80°C。
2.2。治疗
为了模型甲状腺机能亢进,左旋甲状腺素(光谱化学有限公司集团,新布伦瑞克,新泽西州)是饮用水中管理(2 - 20µg / mL)。50 x股票的解决方案包含BSA(0.1%)和氢氧化钠(4毫米)每周在黑暗中冷藏和稀释使用。甲状腺模型用于甲巯基咪唑(光谱化学有限公司集团)饮用水中的0.02% (w / v)和商用,low-iodine chow含丙基硫氧嘧啶(PTU;0.15% w / w;Teklad # TD.95125)。控制老鼠的饮食(Teklad # TD.97350)提供的相同的养分含量和水没有添加剂。所有组雄性和雌性老鼠大约各占一半。老鼠体重每天治疗的第一个星期,然后每周。治疗三个月后,水和食物消费测量每日两周。每个笼子里的大量摄入测量,然后除以老鼠在笼子里获得的数量平均消耗/鼠标。 For a summary of animal numbers, ages, and assays/tests, see Supplementary Table1。
2.3。葡萄糖测量
血糖分析在三个月的治疗,测量或者附近的光周期(nonfasting)或经过六小时快速在光周期(空腹)。一滴血是通过尼克住老鼠的尾巴,和血糖衡量glucometer(拜耳微风2:拜耳,肌体NJ)使用兼容测试条。
2.4。大脑的抽取
冷冻hemibrains(小脑)均质里帕缓冲区中含有蛋白酶抑制剂鸡尾酒(热费希尔# 1860932:沃尔瑟姆,MA)使用polytron均质器(PR0200 ProScientific,牛津,CT)。小整除的匀浆立即被提取试剂盒™(表达载体,沃尔瑟姆,MA)为了获得RNA基因表达分析(见下文),冻结在−80°C到使用。生化分析,里帕匀浆是离心除去不溶性材料(12000 x g, 15分钟。4°C),以及由此产生的提取被转移到一个新鲜的管和冻结在−80°C到使用。
2.5。TH化验
商用总T3和T4酶联免疫吸附试验包(ELISA:英杰华系统生物学、圣地亚哥、CA)被用来评估水平的血清和大脑提取。血液收集的隐流血基线和两周(剂量实验),两个月,四个月的治疗。在每种情况下,血清收集。凝结的血液被允许20 - 30分钟,然后在低速离心机(1500 x g,在室温下15分钟)。血清被转移到一个新鲜的管和储存在−80°C。为了保持一致性与试验标准,含有血清基质蛋白,样本稀释5倍kit-supplied零标准。所有血清样本稀释相同,以减少intersample稀释效果。各时间点血清分析了四个月的治疗在一个微型板块对相同的标准曲线和比较。血清用量的实验(补充图S1)分析了独立在抽血的时候,每次对对照组比较,使用自己的标准曲线。大脑里帕从血清中提取分别进行了分析,加载整洁。 ELISAs were performed according to the manufacturer’s instructions. Absorbance was measured at 450 nm using the SpectraMax M3 (Molecular Devices Inc., Sunnyvale, CA, USA) plate reader. Standard curves were generated using SigmaPlot software (Systat Software, San Jose, CA, USA), using a 4-parameter logistic fit, which was used to calculate T3 and T4 sample concentrations.
2.6。行为测试
所有行为进行了测试在肯塔基大学的啮齿动物行为的核心设施,空间专门致力于这种测试,以减少外界噪声和干扰。全部测试均按照国家卫生研究院执行动物福利政策和与之前IACUC批准。开放实地测试了两个和四个月的治疗使用多室开放领域领域(SD仪器、圣地亚哥、CA)。简单地说,老鼠放在一个空的领域,和他们的运动记录15分钟。为了减少习惯影响,老鼠被放置在旋转的舞台上为所有的老鼠在四个月。升高加上迷宫只有在使用四个月扩大开放领域数据没有习惯的混杂效应。短暂,老鼠被放置在高架+迷宫的中心设备(Noldus,弗吉尼亚州利),和他们的运动跟踪5分钟。对测试数据捕获和分析使用Ethovision XT 8.0电视软件(Noldus)。
2.7。基因表达
大脑试剂盒™提取受到phenol-chloroform净化。由此产生的数量和纯度的RNA进行了分析Nanostring分光光度计(nd - 1000, NanoDrop技术,威尔明顿DE),然后DNase治疗,和反向转录获得互补脱氧核糖核酸(上标,应用生物系统公司)。选择的一组基因的表达进行了分析与专门设计的基因阵列卡(应用生物系统公司# 4342253)使用TaqMan™普遍PCR反应混合液(应用生物系统公司)。分析IDs补充表中列出了每个基因S2。使用比较基因表达变化进行了计算CT方法,规范阈值的几何平均周期两个管家基因(Sdha和Pgk1),然后比较每个治疗组小鼠control-treated (24- - - - - -26]。
2.8。数据分析和统计检验
每个鼠标的数据单独组装,然后用于计算组平均水平。数据被报告为组意味着±SEM。例外是食物和水的消耗,获得平均笼,除以每个笼子里的老鼠数量。数据分析与SPSS统计意义(惠普;帕洛阿尔托,CA)使用一般线性模型(GLM)模块独立变量的方差分析(根据需要)治疗或时间点。这个模型的一个解释,明白了https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/SSLVMB_25.0.0/statistics_mainhelp_ddita/spss/advanced/idh_glm_multivariate.html。
3所示。结果
3.1。治疗参数
一系列的实验条件进行评估和优化,包括药物剂量和交付方式的变化。在我们最初测试左旋甲状腺素治疗使用丽江(年轻人)老鼠(补充图S1A)。雄性和雌性老鼠,和化合物的研究通常用于治疗人类疾病。Low-thyroxine剂量(2 - 4µg / mL)没有持续增加检测到循环TH治疗两周后(有一种趋势 ;补充图印地)。增加剂量为20µg / mL饮用水中导致一个健壮的增加循环T4两周的治疗( )。因为我们的重点是老老鼠,我们复制这些结果在13个月大(类似于人类中年)小鼠( ;补充图就是S1C)。我们最初管理PTU 0.15% (w / v)的饮用水,有或没有饮料调味掩盖药物的味道。因为大量的老鼠拒绝PTU-containing水喝,我们改变了一个包含PTU商用食物(0.15% w / w),并有一个减少碘含量。我们还增强PTU的影响通过添加少量的甲硫咪唑0.02% (w / v)的饮用水。尽管更可靠的消费食物和处理过的水,还没有实质性的抑制循环T4两周的治疗后( ;补充图就是S1C)。尽管在chow PTU的数量并没有改变,我们试图增加甲巯基咪唑剂量。拒绝喝高剂量的老鼠,然而(数据没有显示)。因此,我们延长了治疗期两个,最终,四个月,维持相同的治疗模式(见下文)。
使用上面描述的系统的治疗,我们进行了额外的一组更大的中年老鼠实验(N每组)= 13,测试对血清和组织的影响,心脏和体重,血糖,一般活动,和大脑的基因表达(图1)。正如前面看到的,有了很大的提升在血清T4两个月的甲状腺素治疗( ),这进一步增加了四个月( ;图2(一个))。PTU /甲巯基咪唑(PTU /遇见)治疗,另一方面,显著降低循环T4两个月( ),然后效果趋于稳定( 比较两个和四个月)。
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3.2。组织TH水平
鉴于我们兴趣TH扰动的影响在成年哺乳动物的大脑,我们下一个想知道是否观察到的循环变化的T4与TH含量变化有关的大脑。尽管甲状腺素治疗导致的调节力血清T4,小得多,但意义重大,增加大脑T4(少于1.2倍; ;图2 (b))。没有变化在PTU / Met-treated小鼠大脑T4水平,尽管近7倍下降循环T4水平( )。这些数据强调大脑有强健的大脑TH的补偿机制来维持体内平衡水平。值得注意的是,尽管改变血清T4的规模远远大于在大脑组织,有一个强大的、两项措施之间的正相关关系。这是真正的在两个月(补充图S2A; )和四个月(补充图开通; ),表明TH的数量存在于大脑是影响循环T4水平。此外,ELISA结果显示一致的趋势相同的动物,我们当时是在测试是否从活的动物血清或冷冻组织样本中提取使用里帕缓冲区。
T3更(相对于T4)的生物活性形式,循环浓度要低得多,主要终末器官的细胞内形成的。血清T3水平维持在两个月的TH或PTU /满足治疗( ;图2 (c))。甲状腺素治疗并导致增加少量血清T3在四个月( );然而,PTU /相遇在同一时间点(没有可检测的影响 )。同样,大脑T3水平没有显著变化,相对于控制,后治疗( ;图2 (d))。
3.3。其他结果
老鼠用PTU治疗/遇到重达不到控制老鼠在几乎所有时间点后基线体重测量(数字3(一个)和3 (b))。减肥的这组在治疗的第一个星期开始,在研究的其余部分,并维持着,它可能是由于初始阻力在食物和水处理化学品的味道。甲状腺亢进小鼠才失去重要的体重15(男性; )16(雌性; )周的治疗,然后体重急剧(数字3(一个)和3 (b))。尽管吃喝控制和PTU / Met-treated小鼠的两倍( ;数据3 (c)和3 (d)),减肥thyroxine-treated老鼠被宣布为期三个月的治疗。没有发现影响食物和水消费PTU / Met-treated老鼠( )。
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因为食物和水消耗量增加代谢综合征和糖尿病的症状,这也与扰动,我们测量血糖的老鼠。三个月后,甲状腺素治疗导致减少nonfasting和空腹血糖水平( ;图3 (e));因此,其他的变化并不与高血糖。PTU /满足治疗并不影响nonfasting血糖水平( )但是导致空腹血糖水平的增加( )。
在人类心脏肥大是一种行之有效的甲状腺机能亢进的结果(27]。我们看到大量的小鼠心脏重量增加甲状腺素( ;图3 (f)):他们的心脏重两倍的control-treated老鼠经过四个月的治疗。相比之下,PTU / Met-treatment导致显著减少心脏重量( )。
3.4。行为测试
TH障碍在人类的另一个特点是改变活动水平:甲状腺的人通常更久坐不动的,而甲状腺亢进人类显示更高的活动(6]。我们使用两种不同的行为测试来评估一般活动和焦虑的神经行为模型:开放领域和提升+迷宫(EPM)。在开放的现场试验,动物行为变化与焦虑和/或减少勘探花更多的时间在空的边缘领域,而较低的焦虑花更多的时间在中间(图4(一))。甲状腺素治疗并不是与移动距离的变化在田野测试与control-treated老鼠相比,在两个或四个月的治疗 ;数据4 (b)和4 (c))。PTU / Met-treated小鼠活跃在大田试验大大小于控制和thyroxine-treated老鼠经过两个月的治疗 )。在四个月观察同样的效果( )。此外,PTU / Met-treated小鼠固定(图花了更多的时间4 (e))和(图上反应更慢4 (f)比其他两个治疗组)。应该注意的是,活动从两个月四个月降低水平在所有老鼠不管治疗。
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因为目前尚不清楚活动的减少两到四个月是由于测试习惯或年龄,我们进行了EPM只在四个月。这迷宫是用来测试许多相同的行为作为开放的领域,探索的张开双臂表示减少焦虑(图5(一个))。此外,我们能够跟踪的时间移动和固定的测量活动。PTU / Met-treated老鼠花更多时间固定在高架迷宫+比控制老鼠( ;数据5 (b)和5 (c)(图),一个较低的速度5 (d))符合低活动期间观察到开放的现场试验。
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这些行为测试是用来模拟焦虑和测量假定探索性行为的变化。开放领域的测试中,这在一定程度上衡量的时间花在中心舞台的一部分。没有这个参数的变化在两个治疗组在两个月的治疗,但thyroxine-treated老鼠中心花了更多时间在四个月( ;图4 (d))。同样,这个治疗组花了更多时间在张开双臂( )在封闭的手臂和更少的( )在高架加上迷宫(数字5 (e)和5 (f))。PTU / Met-treated老鼠花更少的时间在张开双臂比控制在高架迷宫+ ( )。
3.5。基因表达
分析基因表达水平在老鼠的大脑,我们的大脑中特定的记录相比TH -和PTU / Met-treated老鼠与控制。实质性的差异观察基因已知过程(图6(一)- - - - - -6 (g))。这些基因编码的蛋白质负责(1)运输T3和T4进入大脑,(2)的激活和解除激活两种形式的激素,和(3)受体调节下游基因的表达。
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PTU遇到处理不产生可检测的效果,除了表达戴奥2向表达的增加趋势在这些老鼠的大脑( ;图6(一))。甲状腺素治疗引起更强的效果。的表达戴奥3,甲状腺素灭活酶,强劲增加( ;图6 (b)),而的表达戴奥2,激活酶,倾向于减少在这些老鼠( )。几乎没有改变T3和T4转运蛋白(Slc16一个2,Slc01c1;p= 0.151, ,分别为:数据6 (c)和6 (d))。TH受体的表达,Thra和Thrb减少( 和 ,分别;数据6 (e)和6 (f))和转体基因(竞技场队伍)表达式也降低( ;图6 (g))。
4所示。讨论
4.1。老鼠和人类
我们的数据强调需要仔细考虑治疗参数时使用调查(s)的影响小鼠的失调。我们将很容易复制发表的方法检测小鼠的扰动。然而,在我们的实验中,我们不得不大大改变我们最初的方法。虽然这些差异的确切原因尚不清楚,仔细观察治疗报告的发表报告揭示了一个广泛的条件,包括剂量的变化,治疗,治疗方式交付,TH使用的形式,以及年龄、性别和遗传品系的小鼠。同样,结果措施,包括循环变化,由于这些差异相差很大,严格强调需要确认的参数。
鉴于不一致从之前的研究和发现在我们的前期工作,我们系统地测试我们的治疗条件。尽管许多报告只关注某一性别(20.- - - - - -22),我们评估了雄性和雌性。我们确定饮用水中的左旋甲状腺素(20µg / mL),结合两个抗甲状腺药物(PTU食物和饮用水中的甲硫咪唑)在至少两个月的时间足以引起血清TH(图的变化2(一个))。我们评估血清和大脑的变化与操作。老鼠提供关键实验模型,因而被广泛地用于研究甲状腺机能障碍的影响,从心脏功能与癌症和梳理胞内信号机制和基因调控20.- - - - - -23]。
4.2。生理变化由于扰动
TH水平保持在一个相对狭窄的区间外围组织。当循环的T4水平改变,大多数组织适应保持体内平衡细胞内激素浓度范围(2,3,28,29日]。T4水平增加,由于格雷夫斯病或促甲状腺肿瘤,部队组织减少流入和使用激素,同时刺激酶失活。相反,甲状腺功能减退引起的变化需要保护和利用可用的TH。管理可用的T4、T3水平涉及操纵运输车和酶在转录水平和posttranslation水平(6,28,30.]。我们的数据从成年小鼠大脑与这些协议之前的报告。
我们观察到小鼠大脑适应强烈血清TH水平扰动保持大脑的T3和T4水平(图2 (b)),尽管T4出现在大脑的数量是成正比的,循环血液中(补充图S2A和开通。尽管稳态补偿,T4水平改变了的小鼠有明显的生理效应的水平。这体现通过血糖(图的变化3 (e)),一般活动水平(数字4 (c)和5 (c)(图),和心脏重量3 (f))。体重的减少人类甲状腺机能亢进仅发生在为期三个月的治疗后,老鼠(数字3(一个)和3 (b)),恰逢两水和食物消费大幅增加(数据3 (c)和3 (d))。另一方面,甲状腺功能减退在人类通常会导致增加嗜睡,减少活动,和体重增加。PTU / Met-treated小鼠体重下降治疗后立即开始(数字3(一个)和3 (b)),然后一个星期后趋于平稳,当时amintained水平在整个研究。虽然有PTU治疗的报道引起了啮齿动物的体重(31日),其他报告体重增加在类似条件下(32),可能是由于动物年龄的差异,药物剂量,治疗和长度(33,34]。TH调节代谢是复杂和多系统,涉及hypothalamus-pituitary轴以及其他组织,如肝脏、胰腺和脂肪6]。虽然我们没有梳理代谢失调的起源在我们的模型中,很可能TH-treated老鼠hypermetabolic,与可衡量的摄食过量伴随的减肥和降低血糖。
PTU / Met-treated小鼠显示活动降低了两个月的治疗(数字4 (c)和5 (c)),符合人类的甲状腺功能减退。我们测试的其他主要认知领域的焦虑。在空旷的田野和高架+迷宫测试,thyroxine-treated老鼠显示减少焦虑和增加勘探,花更多的时间在户外舞台的中心,张开双臂的升高加上迷宫(数字4和5)。没有随之而来的整体测试活动。PTU / Met-treated小鼠表现出低活动总体来说,可以考虑减少张开双臂的占领。我们的数据是一致的发表报告,尽管大多数得出结论甲状腺亢进啮齿动物显示增加探索性行为由于焦虑,这是反射亢进者人类的35,36]。尽管这些行为变化是有趣的,重要的是要小心推断人类行为的结果。事实上,时间在空地的中心舞台或张开双臂+迷宫升高可能是一个因素的物理或运动变化无关的焦虑。
有显著的死亡率thyroxine-treated老鼠但只有最后的治疗周期(补充图S3)。循环T4升高导致大型系统代谢参数的变化,就是明证显著减肥尽管食品消费增加。一些动物死亡发生在本周的端点行为测试,因此,可能是压力引起的。甲状腺机能亢进的人类,如果任其发展,与死亡率增加主要原因是心血管症状,如心脏病、中风、高血压、心率和增加导致心房纤颤(37,38]。符合这些临床观察,我们发现大幅扩大心在T4-treated老鼠(图3 (f))和推测死亡组由于心脏的因素。
4.3。调节大脑的水平
有一些关键的节点,可以调节以减少组织TH浓度(图的变化7)。神经胶质,SLC01C1 (OATPC1),是一个主要途径,T4进入大脑(29日,39),虽然其基因表达在两个治疗组(图不变6 (d))。同样,其他主要的表达TH,Slc16一个2 (MCT8),只显示疲弱趋势减少thyroxine-treated老鼠(图6 (c))。总的来说,抑制TH转运体基因的mRNA表达似乎没有维持TH水平是一个重要的机制。
有趣的是,最大的观察效果在mRNA水平deiodinase酶催化T4的变换的高生物活性T3 (DIO2)或转换T4、T3不活跃的产品(DIO3)。大脑戴奥3 mRNA表达尤为强烈刺激thyroxine-treated老鼠(图6 (b))。相反,戴奥2表达适度刺激PTU / Met-treated老鼠,特别是在男性(图6(一);表1)。先前的报道表明,deiodinases都强劲监管在转译后的水平(3,14,28]。在的情况下戴奥2,这主要是通过泛素化和后续DIO2蛋白质的蛋白酶体降解的半衰期较短(∼20分钟)3]。当然可以转译后的控制活动和蛋白质含量将早期的治疗。总的来说,这些变化可能有助于减少细胞内波动T4、T3水平(图7)。突出的问题包括自适应变化是否导致其他并行细胞效果和在大脑血液TH导致其他扰动变化是否在信使rna,蛋白质,或功能水平。之前的文献表明,戴奥3表达,尤其是扮演重要角色发展(大脑的结构和功能40]。有趣的是,戴奥3- / -老鼠,TH升高,表现出多种行为异常,包括降低焦虑和抑郁(41]。额外的神经认知测试可能揭示这些变化的潜在临床后果。
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4.4。在大脑老化的扰动
虽然在大脑发育TH失调的临床意义(克汀病)已经被广泛研究,仍有不完善的知识在大脑老化的TH疾病的影响。虽然估计,甲状腺功能减退,甲状腺机能亢进影响大约20%和5%的老年人,分别为(42]。确诊和亚临床TH失调也可能出现在老年人口的很大一部分,是在更高的风险相关的并发症(43,44]。因此,TH失调可能是一个大而被低估了公共卫生问题在这个人口扩张。
之前文学已经制定了明确的指导治疗的婴儿和青少年TH扰动,包括基因治疗分析和详细的阈值(10,11]。指导老年患者的治疗是复杂的几个因素,包括心脏问题和倾向治疗相关的不良事件(体内)(10,11]。此外,TH失调,常常发生在亚临床水平仍未被发现,因此,未经处理的,但仍可能导致心房纤颤,冠心病,和死亡45,46]。
这项工作的优势之一是我们研究中年老鼠的使用。的文献多集中在发展接触TH扰动(47,48]。另一方面,我们的实验侧重于TH障碍开始在14个月大之前没有接触甲状腺亢进或hypothyroid-inducing代理,更紧密地模仿成人失调。从我们的初始剂量的实验,似乎年轻(两个月)和中年(12 +个月)小鼠显示类似的循环T4的变化。很可能会有与年龄相关的下游差异,然而。的确,以前的工作表明,体重的变化,rotarod性能,和其他行为措施削弱了在老鼠和中年岁一个33]。
4.5。两性异形
对甲状腺机能障碍的易感性上的性别差异在人类已有详细记载(49,50]。虽然我们使用两性在我们的研究中,很难严格解析性别差异。这是由于减少电源当我们孤立的数据单性(n= 5 - 8 vs。n每个治疗组= 13)。总的来说,测量结果趋势相同方向的雄性和雌性(表1),尽管有一些显著的差异。例如,血清和大脑T3增加PTU / Met-treated女性,但在男性持平或减少。此外,PTU / Met-treated女性显示食物和水的摄入量减少,而男性却没有。另一方面,PTU / Met-treated男性有更大的转录变化,至少在基因检查,比女性在同一治疗组。有趣的是,的表达Slc16一个2更强劲的影响在两个治疗组的雄性老鼠年代(表1)。最近的文献进行系统性影响的两性异形的扰动在成年老鼠33,34]。这些作者发现,在9周的治疗,甲状腺雌性老鼠显示,食物和水的摄入量较大的改变,与我们的结果一致(34]。还有观察性别差异在测量探索性行为和基因表达,尽管后者差异很大的组织检查(脂肪,心脏、肝脏)34]。我们的工作可能会在此基础通过专注于大脑中基因表达的变化。
5。结论
总之,我们生成并测试了一种新型的工作流改变循环TH含量岁野生型小鼠在人类使用常用的治疗方法。血液TH水平变化后,老鼠的大脑有补偿机制来防止组织水平的扰动,包括监管转运蛋白、受体,激活/酶才会安静下来。即使这些机制实现自我平衡的正常化,治疗组神经行为测试显示活动水平变化可能反映了改变焦虑,以及系统性差异代谢和组织的重量。
数据可用性
为了支持数据的访问,请联系相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这个工作是由国家卫生研究院/ NIA格兰特R01 AG057187。
补充材料
补充材料包含两个表和三个数字。补充表S1是用于这些实验的老鼠的概述,同时补充表S2给基因表达分析使用的细节。补充图S1显示了左旋甲状腺素剂量年轻老鼠实验(a - b),以及短(两周)(C)治疗中年老鼠。补充图S2显示血清T4和大脑之间的相关性。补充图S3是四个月的存活曲线治疗中年老鼠。(补充材料)
引用
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