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妊娠年龄与胎儿甲状腺功能减退对猪甲状腺及局部肝肾肾素-血管紧张素系统的时序性调控作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月14日 来源:Physiological Reports 1.9
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本综述系统探讨了猪胎儿发育过程中甲状腺系统与局部肾素-血管紧张素系统(RAS)的时序性互作机制。研究通过甲巯咪唑诱导胎儿甲状腺功能减退模型,结合甲状腺凝集素染色、qPCR及免疫组化荧光技术,揭示了妊娠年龄与甲状腺状态对甲状腺形态结构、肝脏与肾脏中甲状腺激素结合蛋白(SERPINA7、TTR)、受体(THRA、THRB)及RAS关键基因(AGT、ACE、ACE2、AGTR1/2等)表达的动态调控规律,为胎儿内分泌编程及相关发育疾病的机制研究提供了重要理论依据。
胎儿发育依赖于多种内分泌通路的协同调控,其中下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPT)和肾素-血管紧张素系统(RAS)尤为重要。猪胎儿血清中甲状腺激素约在妊娠40%时首次检出,随后随妊娠进展逐渐升高。甲状腺功能减退可导致骨骼发育异常、认知缺陷、细胞周期紊乱及其他内分泌系统失调。RAS通过其终末肽血管紧张素II(ANGII)调控血容量和血压,其经典通路涉及肝脏来源的血管紧张素原(AGT)、肾脏肾素(REN)及广泛表达的血管紧张素转换酶(ACE)。此外,组织特异性局部RAS通过自分泌或旁分泌机制在多种器官中发挥作用,但其在胎儿发育中的具体功能尚不明确。甲状腺激素与RAS的相互作用在绵羊和小鼠模型中已有初步研究,但在猪胎儿中尚未系统探讨。
采用24头妊娠母猪,分为甲巯咪唑(MMI)处理组和对照组(CON),分别在妊娠第34、45、55、65天开始连续21天处理,于妊娠第55、66、76、86天采集胎儿样本。收集胎儿肝脏(LVR)、肾脏(KID)及甲状腺(ROID)组织,用于后续分析。
通过荧光标记凝集素(RCA120)对甲状腺组织进行染色,自动化图像分析评估滤泡面积、数量、圆形度及染色强度。
采用RT-qPCR检测肝脏和肾脏中甲状腺结合蛋白(SERPINA7、TTR)、受体(THRA、THRB)及RAS相关基因(AGT、REN、ATP6AP2、ACE、ACE2、AGTR1、AGTR2)的表达,以ACTB、YWHAZ、RPL19等为内参基因。
通过抗体标记检测肝脏和肾脏中AGT、ACE、ACE2的蛋白定位,Western Blot验证抗体特异性。
使用R语言进行线性模型分析,评估妊娠年龄、处理组及其交互作用对各项指标的影响。
RCA120染色显示,对照组甲状腺滤泡面积随妊娠进展显著增加(GD86 vs. GD55, p<0.001),圆形度下降(GD86 vs. GD55, p=0.007)。MMI处理组滤泡面积、数量及染色强度均显著降低,且存在妊娠年龄与处理的交互作用(p<0.05)。
肝脏中SERPINA7和TTR表达随妊娠进展上调(GD76 vs. GD55, p<0.001),MMI处理导致SERPINA7在GD66和GD76显著下调(p<0.05)。肝脏THRA和THRB表达在GD76达峰值,肾脏THRB表达随妊娠进展下降。MMI处理仅引起肾脏THRB在GD76和GD86表达上调(p<0.05)。
肝脏中AGT和ACE2呈胞质弥漫性分布,ACE集中于细胞簇及内皮细胞;肾脏中AGT分布于皮质和髓质小管上皮,ACE和ACE2富集于皮质区小管顶膜。
肝脏AGT表达在GD76显著上调(p<0.05),肾脏AGT表达随妊娠进展下降(GD86 vs. GD55, p<0.001)。MMI处理导致肝脏AGT在GD66和GD76表达下调(p<0.001)。肝脏ATP6AP2表达在GD86下降,肾脏REN表达在GD86上调。
肝脏ACE和ACE2表达随妊娠进展上调(GD76 vs. GD55, p<0.01),MMI处理引起肝脏ACE在GD86上调、ACE2在GD55下调(p<0.05),肾脏ACE在GD76上调(p=0.008)。
肝脏AGTR1在GD76显著上调,肾脏AGTR1在GD66和GD76下调。肝脏AGTR2在GD86下调。MMI处理导致肾脏AGTR1在GD55和GD66下调,肝脏AGTR2在GD66和GD76下调(p<0.05)。
本研究首次系统揭示了猪胎儿甲状腺系统与局部RAS的时序性互作网络。甲状腺滤泡形态的妊娠年龄依赖性变化及MMI诱导的异常提示甲状腺激素合成障碍。肝脏中SERPINA7和TTR的上调可能通过结合游离甲状腺激素维持其生物利用度,而MMI处理导致的表达失调反映了代偿机制失效。局部RAS组分在肝脏和肾脏中的表达与蛋白定位证实了组织特异性RAS的存在,其妊娠年龄依赖性调控提示这些系统在胎儿发育中的动态作用。MMI引起的RAS基因表达紊乱表明甲状腺激素缺乏可能通过影响RAS活性参与血压调控异常,但具体机制需进一步功能验证。
猪胎儿甲状腺与局部肝肾RAS系统均呈现显著的妊娠年龄依赖性调控,且甲状腺功能减退可引起时序性和组织特异性的基因表达紊乱。本研究为胎儿内分泌编程及甲状腺-RAS轴在发育疾病中的作用提供了关键证据,支持猪作为研究人类胎儿发育的生物医学模型价值。未来需深入探究局部RAS的生物学功能及先天性甲状腺功能减退对RAS的长期编程效应。
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