目的:　　 碘是人体内必不可少的微量元素，是甲状腺分泌合成T3和T4的重要原料。碘缺乏是引起中枢神经系统发育障碍的最常见原因。随着全球公共健康的不断改善，碘缺乏引起的低甲状腺素血症在发展中国家和一些发达国家中普遍存在。血清中游离四碘甲状腺氨酸（free thyroxine，FT4）下降，但游离三碘甲状腺氨酸（freetriiodothyronine，FT3）和促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone, TSH)却无明显变化，被称为低甲状腺素血症。轻度碘缺乏被公认为是母体和新生儿发生低甲状腺素血症的最常见原因。母体低甲状腺素血症能增加子代神经发育障碍的风险，造成子代不可逆的中枢神经系统损伤。轴突发育和髓鞘形成是神经发育的重要环节，可以调节神经环路形成和认知功能的正常作用。长时程增强是突触传递的长时程突触可塑性的主要表现形式之一，是研究学习记忆过程的突触模型。磷脂酰肌醇3-激酶信号转导途径（以下简称为PI3K信号转导途径）同突触可塑性形成和学习记忆过程有着密切联系。母体孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致的低甲状腺素血症对后代的神经系统发育和认知功能损伤机制尚不清楚，其对脑发育过程中子代海马轴突发育、髓鞘形成及长时程突触可塑性的影响作用如何也有待研究。本研究在母鼠孕期和哺乳期采用轻度碘缺乏饮食建立低甲状腺素血症模型，研究仔鼠脑发育过程中轴突发育和髓鞘形成的改变及其影响机制;并探究仔鼠神经电生理学的表现，及神经电生理后海马CA1区PI3K信号转导途径的改变，以期在蛋白分子和信号转导水平上阐明孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症损害后代神经发育和长时程突触可塑性的机制。　　 实验方法:　　 一、实验动物与分组　　 健康雌性Wistar大鼠，按体重随机分成4组:对照组、轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组，各组均饲以缺碘地区粮食配制的饲料，饮用加入不同剂量的KI去离子水，4组雌鼠每日总碘摄入量依次为:7.0μg/d、3.0μg/d、1.5μg/d和7.0μg/d。雌鼠饲养3个月后，交配妊娠。各组取孕鼠20-21只，至妊娠0天，记为GD0开始直至仔鼠生后(postnatal day，PN)第21天，对照组、轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组饮食同前，MMZ组在饮水中加入0.02％MMZ。PN21后，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组的饲养同对照组相同。在整个实验过程中，测定母鼠及仔鼠体重，观察仔鼠开眼情况。　　 二、母鼠和仔鼠血清FT4、FT3、TSH测定　　 分别于母鼠GD0、GD19和PN21，仔鼠PN7、PN14、PN21和PN80时，心脏采血，5000rpm离心10min，分离血清。采用固相化学免疫发光法测定血清中FT4、FT3、TSH含量。　　 三、母鼠甲状腺重及甲状腺碘含量的测定　　 分别于母鼠GD19和PN21取母鼠甲状腺，称重后-70℃冻存。采用砷铈催化分光光度计法测定甲状腺中的碘浓度(μg/g)。碘浓度(μg/g)和甲状腺重(g)的乘积作为整个甲状腺的碘含量(μg)。　　 四、母鼠甲状腺相关蛋白测定分析　　 分别于母鼠GD19和PN21时，每组选取5只母鼠，剥离甲状腺，采用westernblot方法分别测定甲状腺TTF1、PAX8、NIS、DIO1和DIO2的蛋白水平。全自动凝胶成像分析系统照相，测得各条带的净光密度值。　　 五、仔鼠海马轴突和髓鞘的形态学研究　　 分别于GD19、PN7、PN14和PN21时每组取5只仔鼠，4％多聚甲醛灌流固定大脑，石蜡包埋，切片。在GD19、PN7、PN14和PN21时，海马CA3区CRMP2和Tau1免疫荧光组织化学染色，观察仔鼠海马轴突形态学改变;在PN14和PN21时，海马CA1、CA3和DG区MBP免疫荧光组织化学染色和Luxol Fast Blue髓鞘染色，观察仔鼠海马髓鞘形态学改变。用图象分析系统及图象分析软件分析海马各蛋白表达的荧光平均强度。　　 六、仔鼠海马轴突发育和髓鞘形成相关蛋白的western blot测定分析　　 分别于GD19、PN7、PN14和PN21时，每组选取5只仔鼠，断头取脑，剥离海马。采用western blot方法分别测定GD19、PN7、PN14和PN21时，海马GAP-43、Sema3A、GSK3β、p-GSK3β、CRMP2和p-CRMP2的蛋白水平;测定在PN14和PN21时，海马Olig2、MBP、PLP、MAG和CNPase的蛋白水平。　　 七、仔鼠海马长时程突触可塑性的测定　　 在PN80时，将仔鼠麻醉后，固定在立体定位仪上。将刺激电极插入左侧海马CA3区锥体细胞层;记录电极插入左侧海马CA1区锥体细胞层。作基线记录30分钟后，给予100Hz高频刺激5秒钟。观察海马CA3-CA1区突触可塑性变化。计算PS幅值和f-EPSP斜率，进行数据分析。　　 八、仔鼠PI3K信号转导途径的测定　　 在神经电生理实验完成后（即PN80时），立刻每组随机取3只仔鼠，灌流固定，石蜡包埋、切片后，免疫荧光组织化学染色，观察海马CA1区p-AKT和NeuN免疫双标的荧光表达。每组随机取4只仔鼠，断头取脑，剥离海马，分离CA1区后，采用western blot方法分别测定海马CA1区PI3K信号转导途径各蛋白的水平。　　 九、统计分析　　 结果表示为mean±SD。全部数据采用SPSS16.0软件进行统计分析。采用单因素方差分析(ANOVA)比较各组间的统计学差异，当差异有统计学意义时，用SNK进行组间比较。P＜0.05为差异有统计学意义。　　 实验结果:　　 一、孕期和哺乳期轻度碘缺乏引起母鼠和仔鼠发生低甲状腺素血症　　 在母鼠GD19和PN21和仔鼠PN7、PN14和PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组的FT4水平显著低于对照组(P＜0.05)。轻度碘缺乏组的FT3水平略低于对照组，但无统计学意义;重度碘缺乏组和MMZ组的FT3水平显著低于对照组和轻度碘缺乏组(P＜0.05)。轻度碘缺乏组的TSH水平略高于对照组，但无统计学意义;重度碘缺乏组和MMZ组的TSH水平显著高于对照组和轻度碘缺乏组(P＜0.05)。在母鼠GD0时，轻度碘缺乏组和重度碘缺乏组的FT4水平显著低于对照组(P＜0.05);轻度碘缺乏组的FT3水平略低于对照组，但无统计学意义;重度碘缺乏组FT3水平显著低于对照组和轻度碘缺乏组(P＜0.05)。轻度碘缺乏组的TSH水平略高于对照组，但无统计学意义;重度碘缺乏组的TSH水平显著高于对照组和轻度碘缺乏组(P＜0.05);而MMZ组各激素水平正常。在仔鼠PN80时，各组激素水平基本恢复到正常水平。　　 二、孕期和哺乳期轻度碘缺乏增加母鼠甲状腺重及降低甲状腺碘含量　　 孕期和哺乳期时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组母鼠甲状腺重显著高于对照组(P＜0.05)。孕期和哺乳期时，轻度碘缺乏组和重度碘缺乏组母鼠甲状腺碘含量显著低于对照组(P＜0.05); MMZ组母鼠甲状腺碘含量正常。　　 三、孕期和哺乳期轻度碘缺乏降低母鼠甲状腺相关蛋白表达水平　　 在母鼠GD19和PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组的母鼠甲状腺TFF1、PAX8、NIS、DIO1和DIO2蛋白水平显著高于对照组(P＜0.05)。在GD19，重度碘缺乏组和MMZ组的母鼠甲状腺TTF1、PAX8、NIS、DIO1和DIO2蛋白表达则显著高于对照组和轻度碘缺乏组(P＜0.05)，具统计学意义;而在PN21，重度碘缺乏组和MMZ组的母鼠甲状腺DIO1和DIO2蛋白表达则显著高于对照组和轻度碘缺乏组(P＜0.05)，具统计学意义。　　 四、孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症损伤仔鼠海马轴突和髓鞘形态学　　 GD19、PN7、PN14和PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马CA3区CRMP2和Tau1阳性染色分布显著低于对照组(P＜0.05)。PN14时，轻度碘缺乏组仔鼠海马CA1、CA3和DG区MBP阳性染色分布略低于对照组，但无统计学意义;PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马CA1、CA3和DG区MBP阳性染色分布明显低于对照组(P＜0.05); PN14和PN21时，与对照组相比，镜下可见轻度碘缺乏组仔鼠海马CA1、CA3和DG区Luxol FastBlue髓鞘染色有髓轴突数量少，可见有髓轴突排列紊乱、扭曲或断裂现象;重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马CA1、CA3和DG区Luxol Fast Blue髓鞘染色的有髓轴突则更为紊乱。　　 五、孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症改变仔鼠海马轴突发育和髓鞘形成相关蛋白表达　　 GD19、PN7、PN14和PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马GAP-43、CRMP2、p-GSK3β蛋白水平显著低于对照组(P＜0.05)，海马Sema3A和p-CRMP2蛋白水平显著高与对照组(P＜0.05)。PN14和PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马Olig2蛋白水平显著低于对照组(P＜0.05); PN14时，轻度碘缺乏组仔鼠海马MBP、PLP、MAG和CNPase蛋白水平较对照组略微下降，但无统计学意义;而PN21时，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马MBP、PLP、MAG和CNPase蛋白水平显著低于对照组(P＜0.05)。　　 六、孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症损伤仔鼠海马CA1区LTP　　 PN80时，与对照组相比，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马CA1区f-EPSP斜率和PS幅值显著降低(P＜0.05)，并且基本维持在同一水平30分钟。　　 七、孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症下调仔鼠 PI3 K信号转导途径的活性　　 在神经电生理学实验后，与对照组相比，轻度碘缺乏组、重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马CA1区p-AKT和NeuN阳性双标染色的神经元减少;轻度碘缺乏组仔鼠海马CA1区p-PDK1和p-AKT蛋白表达水平略低于对照组，但无统计学意义;重度碘缺乏组和MMZ组仔鼠海马CA1区p-PDK1、p-AKT和p-mTOR蛋白表达水平显著低于对照组(P＜0.05)。　　 结论:　　 1、孕期和哺乳期轻度碘缺乏可引起母鼠和仔鼠发生低甲状腺素血症;通过上调甲状腺相关蛋白的表达导致其低甲状腺素血症。　　 2、孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症可损伤海马的轴突发育，延迟海马的髓鞘形成。　　 3、孕期和哺乳期轻度碘缺乏所致低甲状腺素血症损伤仔鼠海马CA1区LTP并下调仔鼠海马CA1区PI3K信号转导途径的活性。