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甲状腺激素(Thyroid hormone,TH)对脊椎动物的生长发育尤其是脑发育起关键作用。其作用主要是通过TH信号通路介导,即TH与甲状腺激素受体(Thyroid hormone receptor,TR)结合进而调控TH响应基因的表达。四溴双酚A(TBBPA)化学结构与TH有一定的相似性,有充分证据显示,TBBPA可干扰TH与其受体TR的结合,而影响下游靶基因的转录,产生TH信号通路的干扰作用,因此TBBPA可能通过这一途径影响脑的发育。T3诱导爪蛙变态是研究TH信号干扰的良好模型,近来我们实验室优化了T3诱导爪蛙变态试验,这是一种检测环境污染物是否为TH拮抗剂或激活剂的方法,但未被典型的药物验证。TBBPA已被证为典型的TH拮抗剂,故本文将通过重新评估TBBPA的TH拮抗作用来验证优化的T3诱导爪蛙变态试验是否准确而又敏感。围绕以上问题,本文以模式生物非洲爪蛙为实验动物,开展以下研究: 1.TBBPA验证优化的T3诱导爪蛙变态试验:根据优化的T3诱导爪蛙变态试验,将52期的非洲爪蛙蝌蚪单独暴露于1nM的T3和与10-500nM的TBBPA共暴露。暴露96h后,发现10-500nM的TBBPA显著的抑制了T3诱导的非洲爪蛙变态的形态学变化,并且呈现剂量效应关系。体重变化及包括头面积(HA)、嘴角宽(MW)、单侧脑宽/脑长(ULBW/BL)和后肢长/吻泄长(HLL/SVL)这四个形态学终点指标,结果发现这些终点指标可以敏感地显示了TBBPA对T3诱导变态的拮抗作用。暴露24 h后,TBBPA也抑制了T3诱导的蝌蚪尾中的TH-响应基因的表达,这些基因是检测TH信号干扰的敏感又特别的分子终点指标。因为非洲爪蛙尾中TH-响应基因的表达与以前研究的肠中的表达结果一致,所以我们认为尾是可以代替肠而作为合适的检测TH信号通路干扰的分子终点指标的组织。总之,我们的研究证明了优化的T3诱导爪蛙变态试验是检测TH信号通路干扰的理想模型。 2.TBBPA对爪蛙的脑发育影响研究:研究分为TBBPA对T3诱导52期和变态高峰期的非洲爪蛙蝌蚪的脑发育影响。首先研究TBBPA对T3诱导52期非洲爪蛙蝌蚪的脑发育影响。选择52期的非洲爪蛙蝌蚪单独暴露于1nM的T3和与10-500 nM的TBBPA共暴露。暴露1、2、3、4天后,检测TBBPA对T3诱导的非洲爪蛙蝌蚪脑中TH-响应基因、细胞增殖基因和细胞迁移基因的表达的影响。暴露6天后,检测TBBPA对T3诱导的蝌蚪变态的形态学终点的影响。结果发现暴露2天后,T3对脑中TH-响应基因的诱导作用最强,且TBBPA对T3的诱导的基因表达的抑制作用最强;暴露3天后,T3对细胞增殖基因的诱导作用最强。并且100-500 nmol/L的TBBPA对T3的诱导的细胞增殖基因表达呈现不同程度的抑制作用;暴露3天后,T3对细胞迁移基因的诱导作用最强。并且100-500 nmol/L的TBBPA对T3的诱导的细胞迁移基因表达呈现不同程度的抑制作用。总之,整体上,当T3对非洲爪蛙蝌蚪脑中基因的诱导作用很强时,TBBPA呈现显著的抑制作用;当T3对非洲爪蛙蝌蚪脑中基因的诱导作用较弱时,TBBPA又会呈现微弱的协同作用。暴露6天后,TBBPA显著的抑制了T3诱导的蝌蚪变态的形态学终点指标,并呈现剂量效应关系。形态学和分子水平的一致结果表明TBBPA抑制了T3诱导的非洲爪蛙蝌蚪的变态发育。TBBPA抑制了脑中TH-响应基因、细胞增殖基因和细胞迁移基因的表达,说明TBBPA干扰了T3诱导的蝌蚪的脑发育。 接着研究TBBPA对变态高峰期的非洲爪蛙蝌蚪的脑发育的影响:选择58期的非洲爪蛙蝌蚪,暴露于0-500 nM的TBBPA。暴露7天后,统计各暴露组的发育时期,检测TBBPA对蝌蚪发育时期的影响。暴露至66期蝌蚪变态完全后,检测TBBPA对非洲爪蛙脑中重要基因表达的影响。结果发现TBBPA显著的抑制了变态高峰期的非洲爪蛙蝌蚪的变态发育,并且呈现剂量效应关系。10nmol/L的TBBPA都显著地抑制了脑中重要基因的表达;100-500 nmol/L的TBBPA也不同程度的抑制了脑中重要基因的表达,说明TBBPA对变态高峰期的非洲爪蛙的脑发育产生干扰。 总之,本文通过重新评估TBBPA的甲状腺激素干扰作用证明了优化的T3诱导爪蛙变态试验是检测TH激活剂或拮抗剂的理想方法,而且TBBPA也被证明通过TH信号通路影响了T3诱导和变态高峰期的爪蛙蝌蚪的脑发育。