本研究通過(guò)建立妊娠期不伴貧血的鐵缺乏引起的低甲狀腺素血癥大鼠模型， 來(lái)探討妊娠期鐵缺乏引起的低甲狀腺素血癥對(duì)后代仔鼠成年后空間學(xué)習(xí)記憶及 行為學(xué)的影響。

方法

90只SD雌鼠，重約200g，用隨機(jī)數(shù)字表法分為鐵缺乏組（ID組）和正常 對(duì)照組（CN組）。45只雄鼠，重約220g，按雌雄2: 1合籠。飼料根據(jù)AIN-93G 標(biāo)準(zhǔn)制作，用七水硫酸亞鐵代替檸檬酸鐵，含鐵量分別為30ppm和70ppm。適應(yīng) 性喂養(yǎng)一周后，分別用30ppm詞料和70ppm詞料分組喂養(yǎng)2周后合籠，一直分組 喂養(yǎng)到產(chǎn)后1天（postnatal day 1，PND 1)，隨后兩組鼠都用正常對(duì)照組飼料 喂養(yǎng)直到麻醉處死取材。在產(chǎn)后2天（postnatal day 2, PND 2)每窩留仔鼠 10只。母鼠孕期每隔5天測(cè)體重，分別在妊娠當(dāng)天（gestational day 0，GD0)、 妊娠 13 天（gestational day 13，⑶ 13)、生后 1 天（postnatal day 1，PND1) 腹腔麻醉后處死母鼠，檢測(cè)指標(biāo)：血紅蛋白、肝鐵含量、血清鐵蛋白濃度、血清 促甲狀腺激素(TSH)、血清三碘甲腺原氨酸(TT3)、血清總四碘甲腺原氨酸（TT4)。 觀察仔鼠睜眼時(shí)間，皮毛，耳朵發(fā)育，活動(dòng)性等一般生長(zhǎng)狀況，檢測(cè)指標(biāo)：體重， 血紅蛋白、肝鐵含量、血清鐵蛋白濃度、血清TT3、血清TT4、血清TSH、皮層 和海馬鐵含量、皮層和海馬鐵反應(yīng)基因及甲狀腺激素反應(yīng)基因、長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)實(shí)驗(yàn) (Long-term potentiation，LTP)、Morris水迷宮、高架十字迷宮、高架零

迷宮、三箱社交實(shí)驗(yàn)。

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以均數(shù)土標(biāo)準(zhǔn)誤（S±s)表示。經(jīng)正 態(tài)性檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，兩組數(shù)據(jù)之間的比較釆用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，不 符合正態(tài)分布的資料采用Mann Whitney U檢驗(yàn)。^<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義。

結(jié)果

1、 一般生長(zhǎng)發(fā)育情況：兩組母鼠妊娠期未見(jiàn)脫毛、易激惹及晝夜活動(dòng)異常 等。兩組仔鼠在體重、睜眼時(shí)間、皮毛和耳朵的發(fā)育、晝夜活動(dòng)性等未見(jiàn)差異。

2、 ID組母鼠的血紅蛋白在妊娠期未發(fā)生下降，而肝鐵含量和血清鐵蛋白濃 度在⑶0時(shí)未出現(xiàn)下降，在⑶13時(shí)出現(xiàn)了下降并一直持續(xù)到PND1。ID組母鼠的 血清TT3、TSH在妊娠期未出現(xiàn)下降，而血清TT4在GD0時(shí)未出現(xiàn)下降，在GD13 出現(xiàn)下降并一直持續(xù)到PND1。

3、 PND1時(shí)，ID組仔鼠肝臟鐵含量下降，血紅蛋白含量和腦皮層、海馬鐵含 量未下降，血清TT4水平下降。PND40時(shí)，ID組仔鼠的鐵狀態(tài)指標(biāo)（血紅蛋白、 肝鐵含量、血清鐵含量）、血清甲狀腺激素水平（TT4、TT3、TSH)未發(fā)生下降。

4、 PND1時(shí)，兩組仔鼠海馬和皮層中的鐵反應(yīng)基因（Dmtl)的表達(dá)無(wú)明顯不 同，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（戶>〇. 05)。海馬和皮層中的甲狀腺激素反應(yīng)基因（Rc3、 Reelin)的表達(dá)，ID組明顯低于CN組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（戶<0.05)

5、 LTP實(shí)驗(yàn)，PND40時(shí)，ID組的fEPSP斜率增加百分比值明顯低于CN組， 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（/><〇. 05)

6、 Moiris水迷宮實(shí)驗(yàn)，在PND41和PND42時(shí)，兩組的逃避潛伏期沒(méi)有明顯 差異，在PND43和PND44時(shí)，ID組的逃避潛伏期明顯長(zhǎng)于CN組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué) 意義（/><0. 05)。在空間搜索實(shí)驗(yàn)中，ID組的靶象限游泳時(shí)間和穿環(huán)數(shù)低于CN 組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（/><〇. 05)。

7、 高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)，ID組和CN組的開(kāi)臂進(jìn)入次數(shù)、開(kāi)臂進(jìn)入次數(shù)百分 比、進(jìn)臂總次數(shù)無(wú)明顯差異。ID組的開(kāi)臂時(shí)間和開(kāi)臂時(shí)間百分比明顯小于CN組， 且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（^<〇.〇5)。

8、 高架零迷宮實(shí)驗(yàn)，ID組的開(kāi)臂時(shí)間和開(kāi)臂時(shí)間百分比明顯小于CN組，

且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（^<〇.〇5)。

9、三箱社交實(shí)驗(yàn)，在social approach實(shí)驗(yàn)階段，CN組仔鼠在chamber 1 待的時(shí)間長(zhǎng)于chamber 3，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（戶<0. 05)。ID組仔鼠的chamber 1所待時(shí)間與在chamber 3所待時(shí)間相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在Social novelty 實(shí)驗(yàn)階段，CN組仔鼠在chamber 3待的時(shí)間長(zhǎng)于chamber 1，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (戶<0. 05)。ID組仔鼠的chamber 1所待時(shí)間與在chamber 3所待時(shí)間相比差 異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)論

1、 隱性缺鐵可以導(dǎo)致妊娠期母鼠出現(xiàn)低甲狀腺素血癥。

2、 妊娠期母鼠鐵缺乏所致的低甲狀腺素血癥會(huì)損害胎兒的腦發(fā)育。

3、 妊娠期母鼠鐵缺乏所致的低甲狀腺素血癥對(duì)胎兒造成的腦損害會(huì)在后代成年 后存在學(xué)習(xí)記憶能力下降、焦慮行為傾向、社交能力的減弱。

關(guān)鍵詞

鐵缺乏；低甲狀腺素血癥；學(xué)習(xí)記憶；行為學(xué)

高架十字實(shí)驗(yàn)裝置（上海欣軟信息科技有限公司，中國(guó)）

高架零迷宮實(shí)驗(yàn)裝置（上海欣軟信息科技有限公司，中國(guó)）

三箱社交實(shí)驗(yàn)裝置（上海欣軟信息科技有限公司，中國(guó)）

討論

鐵缺乏是世界上zui常見(jiàn)的單一營(yíng)養(yǎng)素缺乏，大約有20億人患有鐵缺乏癥 ^[1]，妊娠女性的鐵缺乏發(fā)病率普遍較高^[2”³¹。大量人群研究表明妊娠期鐵缺乏會(huì)導(dǎo) 致母體的低甲狀腺素學(xué)血癥^[47],大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)同樣表明伴有或不伴有貧血的鐵 缺乏都會(huì)導(dǎo)致妊娠期母體的低甲狀腺血癥^[9141。妊娠期鐵缺乏引起低甲狀腺素血 癥的原因有以下幾點(diǎn)：①甲狀腺過(guò)氧化物酶（TP0)是含鐵酶，鐵缺乏時(shí)TP0活性 下降^[8]，并且是在肝臟鐵含量和血清鐵蛋白含量下降之前活性就下降了^[14]，從而 導(dǎo)致甲狀腺合成的激素減少；②在生物體中，T3而不是T4在外周組織中發(fā)揮生物 學(xué)作用，當(dāng)機(jī)體甲狀腺激素水平下降時(shí)，外周組織中Dio 2和Dio 3的表達(dá)會(huì)升高， 使得T4向T3的轉(zhuǎn)化增多，加重了循環(huán)中T4濃度的下降^[26];③妊娠時(shí)母體的hCG濃 度升高，hCG刺激甲狀腺腺體產(chǎn)生更多的T3程度比刺激產(chǎn)生更多T4的程度更大些， 又因?yàn)槿焉锲诩谞钕偎亟Y(jié)合球蛋白（TBG)濃度升高，而T4的分泌相對(duì)于TBG的增 高來(lái)說(shuō)是少的，所以妊娠期FT4的濃度會(huì)有下降的傾向鐵缺乏引起妊娠期鐵 缺乏所引起低甲狀腺素血癥會(huì)損害后代的腦發(fā)育，在生命早期會(huì)表現(xiàn)出行為的改 變^[21^^]。在腦發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期，甲狀腺激素的缺乏對(duì)腦發(fā)育的損害是不可逆的，那 么妊娠期鐵缺乏所引起的低甲狀腺素血癥對(duì)腦發(fā)育的損害會(huì)不會(huì)在其成年后依 然有學(xué)習(xí)記憶和行為學(xué)的異常？

以往的研究往往側(cè)重于嚴(yán)重缺鐵所致的缺鐵性貧血，但隱性缺鐵比嚴(yán)重缺鐵 更常見(jiàn)。本研究通過(guò)限制飲食鐵，建立妊娠期隱性缺鐵（缺鐵但不貧血）導(dǎo)致的 低甲狀腺素血癥大鼠模型，來(lái)研究其后代成年后學(xué)習(xí)記憶和行為學(xué)方面是否異常。

本研究妊娠期隱性缺鐵的母鼠發(fā)生了低甲狀腺素血癥，說(shuō)明建模成功。PND1 時(shí)，ID組仔鼠也存在隱性缺鐵并發(fā)生了低甲狀腺素血癥，但此時(shí)ID組仔鼠的腦鐵 含量并未下降，ID組仔鼠海馬和皮層中的鐵反應(yīng)基因（Dmtl)未明顯下降，甲狀 腺激素反應(yīng)基因（Rc3、Reelin)表達(dá)下降明顯。甲狀腺激素調(diào)控胎兒腦中Rc3 基因的表達(dá)，Rc3與突觸可塑性和樹(shù)突棘形成的形成有關(guān)^[2、在甲減母鼠的胚胎 仔鼠海馬和皮層中Reelin基因和蛋白表達(dá)減少，甲狀腺激素通過(guò)調(diào)控Reelin基因 的表達(dá)在一定程度上影響神經(jīng)元的遷移^[29]。這說(shuō)明母鼠的妊娠期隱性缺鐵引起的 低甲狀腺素血癥在胎鼠腦鐵含量未下降時(shí)損害了胎鼠的腦發(fā)育。