宫内三氯生暴露扰乱子代大鼠下丘脑-垂体-甲状腺轴功能编程及其表观遗传机制研究

本研究聚焦于抗菌剂三氯生(TCS)的发育毒性问题。为探究宫内TCS暴露对子代成年后下丘脑-垂体-甲状腺(HPT)轴功能的长期影响，研究人员通过孕期大鼠暴露模型发现，TCS可剂量依赖性地扰乱子代甲状腺激素合成关键基因（Slc5a5/NIS、Tpo、Tg、Tshr等）表达，降低血清T4水平，并诱导甲状腺全局DNA甲基化及组蛋白修饰改变。该研究首次揭示TCS通过表观遗传机制编程甲状腺功能紊乱，为发育源性甲状腺疾病提供重要机制依据。

　　

在现代生活中，抗菌化学物质三氯生(Triclosan, TCS)广泛存在于牙膏、化妆品、清洁用品等日常消费品中。这种具有持久性的环境污染物可通过皮肤吸收、食物链等途径进入人体，甚至在母乳和胎儿体内被检测到。越来越多的证据表明，TCS具有内分泌干扰作用，特别是对甲状腺功能产生不良影响。甲状腺激素对机体生长发育、代谢调节和神经系统发育至关重要，而胚胎期和胎儿期正是甲状腺系统发育编程的关键窗口期。虽然已有研究提示TCS可能损害甲状腺功能，但其在发育关键期暴露是否会对子代成年后的下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamic-pituitary-thyroid, HPT)轴功能产生长期影响，以及其中的分子机制如何，仍然是不清楚的。

为了回答这些问题，来自巴西圣保罗联邦大学的研究团队在《Journal of Endocrinology》上发表了一项令人瞩目的研究。他们通过建立孕期Wistar大鼠TCS暴露模型，深入探究了宫内TCS暴露对子代成年大鼠HPT轴功能的长期影响及其表观遗传机制。

研究人员采用的主要技术方法包括：对孕鼠进行两种剂量(10和30 mg/kg/天)的TCS口服暴露；在子代成年后(PND90)采集血清、下丘脑、垂体、甲状腺和肝脏组织；通过RT-qPCR和Western blotting分别检测基因和蛋白表达；使用ELISA法测定全局DNA甲基化水平和血清TSH、T4浓度；进行甲状腺组织学形态计量分析。

TCS alters gene and protein expression in the hypothalamus and pituitary of F1 rats

研究发现在下丘脑和垂体水平，TCS暴露对雄性和雌性子代的影响存在性别差异。在雄性大鼠中，低剂量TCS增加下丘脑促甲状腺激素释放激素(Thyrotropin-releasing hormone, TRH)的mRNA表达但不影响其蛋白水平，而高剂量则同时降低TRH的mRNA和蛋白表达。在垂体水平，高剂量TCS降低Tshb(促甲状腺激素β亚基)和Gh(生长激素)mRNA表达，增加Dio2(Ⅱ型脱碘酶)表达，并降低血清TSH水平。在雌性大鼠中，TCS暴露虽增加垂体Tshb mRNA表达，却 paradoxically 降低血清TSH水平，提示可能存在激素分泌障碍。

TCS exposure alters thyroid gene/protein expression and morphology in F1 rats

在甲状腺水平，TCS暴露显著下调了甲状腺激素合成关键基因的表达，包括钠碘同向转运体(Slc5a5/NIS)、甲状腺过氧化物酶(Tpo)、甲状腺球蛋白(Tg)、TSH受体(Tshr)以及甲状腺转录因子Pax8和Nkx2.1。Western blotting结果进一步证实NIS和TPO蛋白表达降低。组织学分析显示TCS暴露组甲状腺滤泡直径减小、胶质含量减少。这些改变与血清T4水平降低相一致。

TCS exposure induces epigenetic changes in the thyroid of F1 rats

表观遗传学分析揭示了TCS作用的深层机制。在雄性大鼠中，TCS增加DNA甲基转移酶(Dnmt1和Dnmt3a)表达和全局DNA甲基化水平，改变组蛋白修饰酶表达，增加组蛋白H3在赖氨酸9和27位的三甲基化(H3K9me3和H3K27me3)，降低组蛋白H3乙酰化(H3Ac)。在雌性大鼠中也观察到类似的表观遗传改变，包括DNA甲基化增加和组蛋白甲基化修饰改变。这些表观遗传变化通常与基因转录抑制相关，可能解释了甲状腺分化基因表达下调的现象。

TCS alters gene expression in the liver of F1 rats

在肝脏中，TCS暴露改变了甲状腺激素代谢相关基因的表达。在雄性大鼠中，Dio1(Ⅰ型脱碘酶)mRNA表达降低，而Dio3(Ⅲ型脱碘酶)、甲状腺激素转运蛋白(Ttr)和代谢酶(Sult1e1、Ugt1a1)表达增加。在雌性大鼠中，TCS降低Sult1e1和Ugt1a6表达，高低剂量分别对Dio1和Dio3产生不同影响。这些改变可能进一步影响甲状腺激素的外周代谢和血清水平。

研究结论表明，宫内TCS暴露通过多种机制破坏子代成年期HPT轴功能：一方面通过下调下丘脑TRH和垂体TSH表达影响中枢调节；另一方面直接抑制甲状腺激素合成关键基因表达，并伴有甲状腺组织形态学改变；更重要的是，TCS诱导了甲状腺组织DNA甲基化和组蛋白修饰的改变，这些表观遗传机制可能介导了甲状腺分化基因的长期编程效应。此外，肝脏甲状腺激素代谢酶的改变也参与了甲状腺激素稳态的破坏。

这项研究的重要意义在于首次揭示了宫内TCS暴露对子代甲状腺功能的长期编程效应，并阐明了表观遗传机制在这一过程中的关键作用。研究结果提示，发育早期暴露于环境内分泌干扰物可能通过表观遗传编程增加个体成年后发生甲状腺功能减退的易感性，为理解环境因素与甲状腺疾病发生的关系提供了新的视角，也为制定相关公共卫生政策提供了科学依据。