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目的:
Nkxs基因家族与脑组织的发育密切相关[1,2],本文为了研究低碘孕鼠补充甲状腺激素是否可以起到调节NKXs表达水平的作用,以及了解最佳的调节时期及调节剂量,初步探讨低碘导致的脑发育迟滞与NKXs表达水平之间的关系。
方法:
我们复制了碘缺乏致低甲状腺激素的孕鼠模型,并且在仔鼠脑发育的早期和中晚期给予母鼠不同剂量的甲状腺激素,以给药时期和给药剂量确定各给药组别,另外设置正常组及低碘组,分别以各组别孕17天、新生及20日龄仔鼠为实验动物。根据每个基因在脑发育过程中作用的关键时期不同,我们侧重了解其在关键时期的表达水平。利用荧光实时定量PCR技术检测正常组、低碘组及各给药组仔鼠脑组织中nkxs表达水平;免疫组织化学染色检测仔鼠脑组织中Nkx2.1蛋白的表达水平。
结果:
1.利用荧光实时定量PCR技术检测正常组、低碘组及各给药组仔鼠脑组织中nkxs表达水平:
(1) Nkx2.1在正常组的表达水平随年龄增长而逐渐下降(P<0.05),低碘组各时期均低于同时期正常组的表达水平(P<0.05),早期中剂量给药组的表达水平随年龄增长而逐渐下降(P<0.05),且在孕17天时与正常组同时期的水平相近(P>0.05):
(2)Nkx2.2基因在正常组的表达从平均趋势上看,随年龄增长而逐渐上升,低碘组各时期均高于同时期正常组的表达水平(P<0.05),中晚期中剂量组在新生期、生后20天与正常组同时期的水平相近(P>0.05);
(3) Nkx6.1在正常组的表达水平随年龄增长而逐渐下降(P<0.05),低碘组孕17天时低于同时期正常组的表达水平(P<0.05),新生期与生后20天高于同时期正常组的水平(P<0.05),早期中剂量组的表达水平随年龄增长而逐渐下降(P<0.05),且在孕17天时与正常组同时期的水平相近(P>0.05);
(4) Nkx6.2基因从平均趋势上看,正常组的表达水平随年龄增长而逐渐上升(P>0.05),低碘组各时期与正常组同时期的表达水平相比,差别不具有统计学意义(P>0.05),各给药组之间差别无统计学意义(P>0.05),接近正常组的表达水平(P>0.05)。
2.免疫组织化学染色检测仔鼠脑组织中Nkx2.1蛋白的表达水平:Nkx2.1蛋白在各组别不同时期的表达水平的差别具有统计学意义(F=5,575,P<0.05)。从平均趋势上看,正常组的表达水平随年龄增长而逐渐下降,孕17天与新生期之间的差别无统计学意义(P>0.05),低碘组各时期均低于同时期正常组的表达水平(P<0.05),早期中剂量组的表达水平随年龄增长而逐渐下降(P<0.05),且在孕17天时与正常组的水平最相近。
结论:
1.正常组与低碘组比较:Nkx2.1、nkx6.1、Nkx2.1蛋白在正常组的表达水平随年龄增长而逐渐下降,低碘组各时期普遍低于同时期正常组的表达水平;Nkx2.2、nkx6.2基因在正常组的表达从平均趋势上看,随年龄增长而逐渐上升,Nkx2.2低碘组各时期高于同时期正常组的表达水平,nkx6.2在低碘组与正常组同时期的表达水平相比,差别不具有统计学意义。
2.各给药组比较:Nkx2.1、nkx6.1、Nkx2.1蛋白的测定水平表明,在低碘孕鼠的孕早期给予中等剂量的甲状腺激素,可以使子代达到接近正常的基因水平。Nkx2.2测定水平表明,在低碘孕鼠的孕中晚期给予中等剂量的甲状腺激素,可以使子代达到接近正常的基因水平。Nkx6.2各给药组的处理对其影响较小。因此,对于低碘孕鼠从孕早期至脑发育的晚期持续给予中等剂量(2μg/100g·d)的甲状腺激素,可以使子代达到接近正常水平的NKXs(nkx2.1、Nkx2.1、nkx2.2、nkx6.1的表达量。
3.低碘大鼠和正常大鼠之间NKXs表达水平存在明显的差异,所以低碘导致的脑发育迟滞与NKXs在脑组织中的差异表达存在相关性。甲状腺激素水平影响NKXs的表达水平,低碘孕鼠给予甲状腺激素可以调控子代NKXs的表达水平。这对指导孕早期甲状腺激素水平的监测具有一定理论指导意义。