本研究通過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、 一般生長發(fā)育情況：兩組母鼠妊娠期未見脫毛、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)無明顯不 同，差異無統(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有明顯 差異，在PND43和PND44時(shí)，ID組的逃避潛伏期明顯長于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組的開臂進(jìn)入次數(shù)、開臂進(jìn)入次數(shù)百分 比、進(jìn)臂總次數(shù)無明顯差異。ID組的開臂時(shí)間和開臂時(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組的開臂時(shí)間和開臂時(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）

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）

三箱社交實(shí)驗(yàn)裝置（上海欣軟信息科技有限公司，中國）

討論

鐵缺乏是世界上zui常見的單一營養(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 高來說是少的，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。本研究通過限制飲食鐵，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。