宫内三氯生暴露通过表观遗传机制编程成年子代大鼠下丘脑-垂体-甲状腺轴功能紊乱

　　本刊推荐：为阐明环境内分泌干扰物三氯生（TCS）的发育毒性，研究人员开展了宫内TCS暴露对成年子代大鼠HPT轴功能编程影响的主题研究。结果发现TCS通过改变DNA全局甲基化和组蛋白修饰，下调甲状腺关键基因（Slc5a5/Tpo/Tshr/Pax8/Nkx2.1）表达，导致甲状腺滤泡形态异常和T4水平降低。该研究首次揭示TCS可作为发育性甲状腺干扰物通过表观遗传机制诱发成年期甲状腺功能减退，对评估TCS的发育健康风险具有重要意义。

　　

在现代生活中，抗菌剂三氯生（Triclosan, TCS）如同一位隐形的“常驻客”，广泛存在于牙膏、洗手液、化妆品和个人护理产品中。这种具有持久性的环境污染物，不仅通过日常使用渗透进我们的生活，更令人担忧的是，它已在人类血清、尿液甚至母乳中被检测出。越来越多的证据表明，TCS是一种内分泌干扰物，与甲状腺功能受损和甲状腺激素水平降低有关。然而，这个“隐形客”是否会在生命最早期的子宫内就埋下健康的隐患，其潜在的发育编程作用以及对后代成年期下丘脑-垂体-甲状腺（Hypothalamic-Pituitary-Thyroid, HPT）轴的长期影响，至今仍是一个未解的谜团。

为了解决这一科学问题，由Guilherme Henrique领衔的研究团队在《The Journal of Emergency Medicine》上发表了一项深入研究。他们旨在探究生命最初阶段——子宫内暴露于TCS，是否会“编程”成年后HPT轴的功能，从而增加未来发生甲状腺疾病的风险。为了回答这个问题，研究人员设计了一个动物模型：让怀孕的Wistar大鼠在整个妊娠期口服不同剂量（10或30 mg/kg/天）的TCS，并以玉米油作为对照。子代大鼠在出生后并未继续接触TCS，直至成年期（出生后第90天）才被用于分析，以此专门评估子宫内暴露带来的长期“编程”效应。

研究团队运用了多种关键技术方法来全面评估TCS的影响。他们使用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）和蛋白质印迹法（Western blotting）分别从基因和蛋白水平检测了HPT轴相关组织（下丘脑、垂体、甲状腺）以及肝脏中关键分子的表达变化。通过酶联免疫吸附测定（ELISA）分析了甲状腺组织的全局DNA甲基化水平，以揭示表观遗传改变。甲状腺的组织形态学分析则通过显微镜观察和图像处理软件进行，以评估滤泡结构。此外，血清中的促甲状腺激素（TSH）和甲状腺素（T4）水平分别通过荧光免疫分析法和电化学发光免疫法进行定量。所有数据均采用GraphPad Prism软件进行严格的统计学分析，确保了结果的可靠性。

TCS改变F1代大鼠下丘脑和垂体的基因及蛋白表达

研究人员首先将目光投向了HPT轴的指挥中心——下丘脑和垂体。在雄性后代中，他们观察到了一个复杂的剂量效应关系：低剂量TCS升高了下丘脑中促甲状腺激素释放激素（Thyrotropin-Releasing Hormone, TRH）的mRNA（Trh）表达，但未改变其蛋白含量；而高剂量则同时降低了Trh mRNA和TRH蛋白水平。在雌性后代中，Trh mRNA虽无变化，但高剂量TCS同样降低了TRH蛋白含量。在垂体层面，高剂量TCS暴露的雄性大鼠表现出促甲状腺激素β亚基（Tshb）和生长激素（Gh）的mRNA表达下降，同时TSHβ蛋白含量和血清TSH水平也显著降低。相反，雌性大鼠在低剂量TCS暴露下，垂体的Tshb、糖蛋白激素α亚基（Cga）和2型脱碘酶（Dio2）的mRNA表达升高，TSHβ蛋白含量也增加，但令人困惑的是，其血清TSH水平却降低了。这些结果表明，TCS对HPT轴高级中枢的编程效应存在性别差异性，雄性可能倾向于发展为中枢性甲状腺功能减退，而雌性则可能存在激素合成与分泌过程的失调。

TCS暴露改变F1代大鼠甲状腺基因/蛋白表达及形态

甲状腺是HPT轴的效应器官，其变化直接关系到激素的合成。研究发现在雄性后代中，两个剂量的TCS均能下调钠碘同向转运体（Slc5a5）、甲状腺过氧化物酶（Tpo）、促甲状腺激素受体（Tshr）和配对框基因8（Pax8）的mRNA表达；低剂量还降低了甲状腺球蛋白（Tg）的表达，而高剂量则降低了NK2同源框1（Nkx2.1）的表达。与之对应，负责碘摄取和激素合成的关键蛋白NIS和TPO的蛋白表达水平也显著下降。在雌性后代中，低剂量TCS就足以抑制Slc5a5、Tpo、Tshr、Pax8和Nkx2.1的mRNA表达以及NIS和TPO的蛋白水平。这些分子层面的紊乱直接导致了功能上的缺陷，无论雄雌，TCS暴露组的血清T4水平均显著降低。形态学分析为此提供了更直观的证据：TCS暴露的雄性和雌性大鼠，其甲状腺滤泡直径都明显变小，胶质含量减少，清晰地表明甲状腺的合成功能发生了障碍。

TCS暴露诱导F1代大鼠甲状腺的表观遗传变化

本研究最引人注目的发现在于揭示了TCS编程作用的潜在机制——表观遗传修饰。在雄性后代甲状腺中，TCS exposure increased the expression of DNA methyltransferases (Dnmt1 and Dnmt3a) and increased global DNA methylation. It also altered the expression of histone-modifying enzymes, increasing the levels of histone H3 trimethylated at lysines 9 (H3K9me3) and 27 (H3K27me3) while decreasing histone H3 acetylation (H3Ac). In female offspring, similar changes were observed: increased Dnmt1 and Dnmt3a expression, elevated global DNA methylation, and increased H3K9me3 and H3K27me3 levels, although H3Ac was not significantly altered. These epigenetic modifications, which are typically associated with gene silencing, provide a plausible molecular mechanism for the observed long-term repression of thyroid-specific genes (such as Slc5a5, Tpo, Tshr) even after the removal of TCS, highlighting the role of epigenetic programming in TCS-induced thyroid dysfunction.

TCS改变F1代大鼠肝脏中的基因表达

甲状腺激素的血清水平不仅取决于甲状腺的合成，还与其在外周组织的代谢密切相关。研究人员进一步检查了肝脏中参与甲状腺激素代谢的关键酶基因表达。在雄性后代中，TCS exposure decreased the expression of deiodinase type 1 (Dio1) and UDP-glucuronosyltransferase family 1 member A6 (Ugt1a6), while increasing the expression of deiodinase type 3 (Dio3), sulfotransferase family 1E member 1 (Sult1e1), UDP-glucuronosyltransferase family 1 member A (Ugt1a1), and transthyretin (Ttr). 在雌性后代中，TCS exposure reduced the expression of Sult1e1, Ugt1a6, Ugt1a1, and Ttr, but increased the expression of Dio1 and Dio3. 这些变化异常复杂且存在性别差异，但总体上可能共同促进了甲状腺激素的降解和清除，从而加剧了血清T4水平的下降。

综上所述，这项研究得出了明确结论：生命早期的宫内三氯生（TCS）暴露，能够对后代成年期的下丘脑-垂体-甲状腺（HPT）轴功能产生长期的“编程”效应，显著增加其发生甲状腺功能减退的易感性。这种编程作用表现为HPT轴调控中枢的功能紊乱、甲状腺合成关键基因的持续抑制、甲状腺滤泡结构的形态学改变以及血清甲状腺激素水平的下降。

其深远意义在于，该研究首次系统地揭示了TCS作为一种发育性甲状腺干扰物，其作用机制与表观遗传 reprogramming 密切相关。DNA的高度甲基化和组蛋白的抑制性修饰（如H3K9me3和H3K27me3）如同给甲状腺功能相关的基因上了一把“ epigenetic 锁”，即使外界威胁（TCS）早已解除，这些基因仍长期处于“沉默”状态，从而导致永久性的功能缺陷。这一发现不仅为理解TCS的发育毒性和内分泌干扰机制提供了全新的视角，更重要的是，它对公共健康政策具有明确的启示：需要高度重视生命最初一千天（从怀孕到两岁）的环境污染物暴露，尤其是像TCS这样广泛存在的物质，其健康风险可能远不止于当下，更会跨越代际，编程子孙后代的健康轨迹。因此，重新评估TCS的使用安全性并制定更严格的防护策略显得尤为紧迫。