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1、 第 21 卷 第 5 期2012 年 5 月中国普通外科杂志 Chinese Journal of General SurgeryVol.21 No.5 May. 2012不同碘摄入量对大鼠促甲状腺激素受体 mRNA 与 钠碘转运体蛋白表达的影响马晔，沈美萍（南京医科大学附属第一临床医学院 普通外科，江苏 南京 210029）摘 要 目的：观察不同碘摄入量对大鼠甲状腺组织中促甲状腺激素受体（TSHR）mRNA 和钠碘转运体（NIS）蛋白表达的影响。方法：36 只 SD 大鼠随机均分为低碘组、适碘组和高碘组。于实验第 4，8 周后分批处死大鼠，分别用实时荧光定量 PCR 和免疫组织化学法检测甲
2、状腺组织中 TSHR mRNA 和 NIS 蛋白表达水平。结果：实验 4 周后，与适碘组比较，TSHR mRNA 表达量在低碘组明显升高（P0.05）；NIS 蛋白表达率在低碘组有所升高，高碘组有所降低，但差异均无统计学意义（均 P0.05）。实验 8 周后，与适碘组比较，低碘组和高碘组的TSHR mRNA 和 NIS 蛋白表达水平均明显低于适碘组（均 P0.05); the NIS protein expression in low iodine group increased to some extend and somewhat decreased in high iodine grou
3、p, but both diff erences reached no statistical signifi cance (both P0.05). Compared with the normal iodine group at the end of 8 weeks, the expressions of TSHR mRNA and NIS protein in both the low iodine and high iodine group were signifi cantly reduced (both P0.05）。 实 验 8 周，3 个 实 验 组 间 TSHR mRNA 的
4、 表 达 水 平 有 统 计 学 差 异（F=51.493，P=0.000），低碘组与高碘组的 TSHR mRNA 表达水平均明显低于适碘组（P0.05）。实验 8 周，低碘组与高碘组 TSHR mRNA 表达水平均低于实验 4 周各组（P0.05），高碘组 NIS 蛋白 表达率与适碘组相比呈下降趋势，但差异无统计 学意义（P0.05）。实验 8 周，3 个实验组 NIS 蛋 白表达率存在明显差异（F=35.491，P=0.000）， 低碘组和高碘组的 NIS 蛋白表达率明显低于适 碘组（均 P0.05），分别为 4 周组的 44.03% 和 56.12%， 且差异均有统计学意义 （P0.05
5、） （表 3） 。NIS 的功能靶位。 在调控 NIS 表达的诸多因素中，TSH 和碘分 子是两种最重要的调节剂。Suzuki 等3发现，去 除 TSH 的 FRTL-5 细胞中，质膜中的 NIS 表达明 显下降，NIS 主要出现在胞浆中。Caillou 等4-6发现甲状腺癌组织中 TSH 受体阳性细胞数减少， 从而导致 NIS 表达减少， 组织摄碘能力下降。 因此， TSH 在上调 NIS 表达并准确定位，从而发挥作用。 生理情况下，TSH 与位于甲状腺滤泡细胞基底膜 侧的 TSHR 结合，通过腺苷酸环化酶（AC）介导 三磷酸鸟苷（GTP）偶联蛋白 G 信号系统发挥 作用，引起 c-AMP
6、信号通路的级联反应，使甲状 腺特异性转录因子 TTF-1，TTF-2 和 PAX-8 磷酸 化。TTF-1，PAX-8 是 NIS 上游增强元件（NUE） 的主要组成部分，其磷酸化可激活 NIS 启动子和 NUE，上调 NIS 的表达并促进其向细胞膜转运。 此外，有文献7-8报道，急慢性碘过量均可抑制 NIS 在基因和蛋白水平上的表达，其中慢性碘过图 1 各组 NIS 蛋白的表达（SP400） A：适碘组；B：低碘 4 周组；C：低碘 8 周组；D：高碘 8 周组 Figure 1 The expression of NIS protein in the thyroid tissue (SP
7、400) A: Normal iodine group; B: Low iodine group on 4 weeks; C: Low iodine group on 8 weeks; D: High iodine group on 8 weeks3 讨 论NIS 是表达于甲状腺滤泡细胞基底膜外侧的 糖蛋白，可在 Na+/K+-ATP 酶供能的情况下以碘 与钠 1:2 的方式将碘从间质主动转运至甲状腺细 胞中，是甲状腺激素合成的基础。Dohn 等2通 过免疫组化研究发现甲状腺滤泡细胞基底膜侧是第 5 期543马晔， 等： 不同碘摄入量对大鼠促甲状腺激素受体 mRNA与钠碘转运体蛋白表达的影响量
8、还可影响 NIS 在滤泡细胞基底膜侧的正常定位， 但具体机制尚不明了。本实验通过构建不同碘营 养水平的大鼠动物模型，动态观察 NIS 的定位表 达情况，并动态监测 TSHR mRNA 的表达变化， 以探讨长期碘营养障碍过程中，TSHR 对 NIS 表 达的调控作用。 本实验结果显示，低碘 4 周，TSHR mRNA 表达水平高于适碘组（P0.05），而此时 NIS 蛋 白在细胞膜上的表达水平与适碘组相比并无明显 差异。这说明，在短期低碘状态下，甲状腺为了 保护自身不受低碘环境的危害，反馈性地引起垂 体 TSH 合成和分泌增加，使得 TSH 与 TSHR 结 合调控 NIS 蛋白表达在相对稳定的
9、状态，从而保 证甲状腺的正常摄碘。低碘 8 周，TSHR mRNA 表达水平明显低于适碘组（P0.01），同时，滤 泡细胞膜上的 NIS 蛋白表达量明显减少，说明随 着缺碘时间的延长，甲状腺对自身的保护作用被 破坏，已无法通过 TSH 对 NIS 的上调作用而保持 自身稳态，此时，TSHR mRNA 与 NIS 蛋白表达 呈现同步减少的状态，说明在低碘状态下，NIS 蛋 白的表达减少受到 TSH-TSHR 信号通路的调控。 高碘 4 周，TSHR mRNA 表达水平与适碘组相比呈 减低趋势，但差异无统计学意义，此时滤泡细胞 基底膜侧的 NIS 表达无明显变化。而高碘 8 周， TSHR mRN
10、A 表达水平和 NIS 蛋白表达量均明显 低于适碘组（P0.01）和高碘 4 周组（P0.05）， 说明短期碘过量时，机体能够通过自身的调节系 统保护甲状腺不受过量碘的影响。其中，Wolff- Chaikoff 效应和随后的逃逸现象是该调节系统的 核心。但机体对高碘的耐受有一定的限度，长期 高剂量碘可突破甲状腺的自我保护，此时 TSH 对 NIS 的刺激作用远弱于高碘的直接抑制作用， TSHR mRNA 和 NIS 蛋白表达均受到极度抑制。 流行病学研究9表明，高碘地区甲状腺乳头 状癌患病率较高，说明长期碘摄入过量是引起甲 状腺疾病的危险因素之一10-11，本实验结果也显示，长期高碘可引起 N
11、IS 表达下降，最终可能引 起甲状腺摄碘能力受损。关于碘缺乏对甲状腺的 影响，仅有少数回顾性的流行病学调查，相关实 验研究较少。本实验说明包括碘过量和碘缺乏在 内的长期碘营养障碍均可降低 NIS 的表达，且与 TSH-TSHR 信号通路的调控有关。在正常生理情 况下，甲状腺内还存在下调 NIS 表达的信号通 路12-13，其下调 NIS 表达的机制尚不明了，通过对 NIS 相关信号通路的进一步研究，可以设法提 高 NIS 在功能靶位的表达率，从而解决甲状腺癌 术后患者对放射性碘治疗不敏感的问题14-15。参考文献1 Spitzweg C, Morris JC. Genetics and phe
12、nomics of hypothyroidism and goiter due to NIS mutationsJ. Mol Cell Endocrinol, 2010, 322(1-2):56-63.2 Dohn O, Baloch Z, Bnrvi Z, et al. Predominant Intracellular overexpression of the Na+/I- symporter (NIS) in a large sampling of thyroid cancer casesJ. J Clin Endocrinol Metab, 2001, 86(6):2697-2700
13、.3 Suzuki K, Kimura H, Wu H, et al. Excess iodide decreases transcription of NIS and VEGF genes in rat FRTL-5 thyroid cellsJ. Biochem Biophys Res Commun, 2010, 393(2):286-290.4 Caillou B, Troalan F, Baudin E, et al. Na+/I- symporter distribution in human thyroid tissues:an immunohistochemical studyJ
14、. J Clin Endocrinol Metab, 1998, 83(11):4102-4106.5 Hou P, Bojdani E, Xing M. Induction of thyroid gene expression and radioiodine uptake in thyroid cancer cells by targeting major signaling pathwaysJ.J Clin Endocrinol Metab, 2010, 95(2):820-828.6 Smith VE, Read ML, Turnell AS, et al. A novel mechan
15、ism of sodium iodide symporter repression in differentiated thyroid cancerJ. J Cell Sci, 2009, 122(pt 18):3393-3402.7 Eng PH, Cardona GR, Fang SL, et al. Escape from the acute Wolff-Chaikoff effect is associated with a decrease in thyroid sodium/iodide symporter messenger ribonucleic acid and protei
16、nJ. Endocrinology, 1999, 140(8):3404-3410.8 满娜 , 关海霞 , 单忠艳 , 等 . 慢性碘过量对大鼠甲状腺功能及甲状腺过氧化物酶活性和钠碘同向转运体表达的影响 J. 中华医学杂志 , 2006, 86(48):3420-3424.9 关海霞 , 滕卫平 , 单忠艳 , 等 . 不同碘摄入量地区甲状腺癌的流行病学研究 J. 中华医学杂志 , 2001, 81(8):457-458.10 黄伟 , 吴高松 . 甲状腺癌相关 BRAF 基因研究的新进展 J. 中国普通外科杂志 , 2010, 19(5):559-563.11 Riesco-Eizaguirre G, Rodrguez I, De la Vieja A, et al. The BRAFV600E oncogene induces transforming growth factor beta secreti
