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目的:先天性甲状腺功能减退症(congenital hypothyroidism,CH)或克汀病是常见的儿童内分泌疾病,脑是甲状腺激素作用的主要靶器官,CH对患儿的危害主要是脑发育异常致患儿智力低下。目前有关CH致脑发育障碍机制尚不清楚。本研究拟通过建立CH大鼠动物模型,利用实时荧光定量PCR、Western blot和免疫组化技术旨在动态研究塌陷反应调节蛋白2B(collapsing response mediator protein2B,CRMP2B)和肌动蛋白相关蛋白2/3复合物第5亚单位(actin related protein2/3 complex subunit5,ARPC5)在CH大鼠大脑皮质差异表达及与CH发病相关性。 方法:于孕鼠E15开始实验组每日经胃灌注1%丙基硫氧嘧啶2.5ml,所生即为甲减仔鼠,对照组每日经胃灌注生理盐水2.5ml。仔鼠出生后孕鼠持续灌胃至产后15d。分别于P1、P15处死仔鼠,放射免疫分析法检测血清FT3、FT4、TSH水平,同时取右侧大脑皮质分别用实时荧光定量PCR、Western blot方法检测CRMP2B和ARPC5基因和蛋白表达差异,左侧大脑半球用4%甲醛固定,石蜡包埋。用免疫组化技术进行CRMP2B和ARPC5蛋白定位检测。各时间组取仔鼠8只。 结果:⑴CH大鼠动物模型建立:甲减仔鼠与正常仔鼠相比,甲减组的仔鼠死亡率比较高,可达50%(16/32),出生后体形较小,体重增长比较慢,尾巴较短,毛发稀疏并且萌出较晚,开眼比较晚,断乳也较晚,反应迟钝且平衡能力较差。甲减组的仔鼠体重低于正常组(tp1=-8.074,tp15=-7.891,P<0.01),血清FT3水平低于正常组(tp1=-5.386,tp15=-6.624,P<0.01),血清FT4水平低于正常组(tp1=-7.618,tp15=-12.806,P<0.01),血清TSH水平高于正常组(tp1=-9.789、tp15=-11.448,P<0.01)。⑵CH大鼠大脑皮质CRMP2B和ARPC5mRNA表达差异:P1时,与正常组相比,CH组CRMP2B和ARPC5mRNA表达差异无统计学意义。(Pcrmp2=0.96,Parpc5=0.268)。从P1到P15,CRMP2B和ARPC5mRNA表达水平在正常组和CH组均升高,但CH组表达水平低于正常组(Pcrmp2=0.008,Parpc5<0.001)。⑶CRMP2B(64kD)蛋白差异表达:P1时,CRMP2B(64kD)在正常组与实验组大鼠大脑皮质表达差异无统计学意义(P=-0.319),P15时,正常组大鼠大脑皮质CRMP2B(64kD)表达量高于实验组(P=-0.004)。在正常大鼠大脑皮质发育过程(从P1到P15),CRMP2B(64kD)表达升高(P<0.001)而在CH大鼠CRMP2B(64kD)表达差异无统计学意义(P=0.342)。CRMP2B(58kD)蛋白差异表达:P1时,CRMP2B(58kD)在正常组与实验组大鼠大脑皮质表达差异无统计学意义(P=-0.508),P15时,正常组大鼠大脑皮质CRMP2B(58kD)表达量低于实验组(P<0.001)。在正常大鼠大脑皮质发育过程(从P1到P15),CRMP2B(58kD)表达下调(P=-0.017)而在CH大鼠CRMP2B(58kD)表达上调(P<0.001)。⑷ARPC5蛋白差异表达:P1时,ARPC5在正常组与实验组大鼠大脑皮质表达差异无统计学意义(P=-0.538),P15时正常组大鼠大脑皮质ARPC5表达量高于实验组(P<0.001)。在正常和CH大鼠大脑皮质发育过程(从P1到P15),ARPC5表达均升高(P正常<0.001,PCH<0.001)。⑸CRMP2B蛋白定位表达研究:P1时,CRMP2B阳性细胞散在分布,CRMP2B表达于神经元胞体和突起,正常组与CH组表达强度差异无统计学意义(Z=-0.968,P=0.333)。P15时,CRMP2B在大脑皮质6层弥漫分布,表达强度增强,CRMP2B表达于神经元细胞核、胞体和突起,CRMP2B表达强度在正常组高于CH组(Z=-2.031,P=0.042),但核阳性细胞率在CH组高于正常组(t=19.359,P<0.001),CH组CRMP2B细胞核阳性表达细胞突起形成短小,排列紊乱。⑹ARPC5蛋白定位表达研究:ARPC5弥漫表达于大脑皮质6层结构,主要表达于神经元突起,P1时,正常组与CH组表达强度差异无统计学意义(Z=-0.522,P=0.602),P15时,表达强度增高但CH组表达强度低于正常组(Z=-2.450,P=-0.014)。 结论:神经系统的功能发挥有赖于复杂神经网络的建立,复杂神经网络是由无数个神经元突起包括轴突和树突构建的,正确的轴突发生和树突形成保证了中枢神经系统的正常发育成熟,神经突起的发育异常必将导致脑发育障碍。在本研究中,我们首次报道了在CH大鼠大脑皮质发育过程中,CRMP2B(58kD)表达增高且核转移率增高,相反,CRMP2B(64kD)和ARPC5则表达下调。上述三种蛋白协同作用通过抑制神经元突起延伸、生长锥塌陷形成异常、细胞骨架蛋白重组异常等多个环节导致CH中枢神经系统发育异常。研究结果为探讨CH致脑发育异常提供了新的线索。