高碘狀態下胎盤細胞中絨毛膜促性腺激素對鈉碘同向轉運體和pendrin的調節作用

馬鑫雨，夏秋，曾秀麗，郭雯婕，李欣卓，史新竹

（1.沈陽醫學院公共衛生學院預防醫學專業學生，遼寧 沈陽110034；2.公共衛生學院預防醫學教研室）

碘在妊娠過程中對胎兒發育起到至關重要的 作用，碘過量和碘缺乏都會對胎兒造成不良影響。在妊娠期間胎兒通過胎盤從母體攝取碘，以合成甲狀腺激素，其中鈉碘轉運體（sodium iodide sym?porter，NIS）和pendrin轉運體對該過程起著重要作用［1］。NIS是一種可在甲狀腺、乳腺、胎盤等多個組織中表達的以鈉鉀離子濃度梯度為動力的主動轉運體，可在促甲狀腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）的作用下介導碘的轉運。pendrin是一種表達于胎盤的碘離子和氯離子的被動轉運體，在孕期可攝取母體碘以供胚胎生長發育［2］。胎盤分泌的絨毛膜促性腺激素（chorionic gonado?tropin，HCG）是維持妊娠狀態的主要胎盤激素，具有調節胎盤的物質轉運等功能。有文獻報道，HCG受體與甲狀腺中NIS主要調節激素TSH受體具有高度的結構同源性，均可調節碘的轉運作用［3］。因此，本研究探討在高碘狀態下人早孕胎盤絨毛滋養細胞株（HPT－8）細胞中HCG對NIS和pendrin表達的影響。

1 資料與方法

1.1 細胞、儀器及試劑 HPT－8（第四軍醫大學）。CO2培養箱（美國Thermo公司），倒置顯微鏡（日本Olympus公司），低溫高速離心機（美國Beckman公司），酶標儀（上海天呈科技有限公司），DMEM培養基、胎牛血清（Hyclone），HCG（美國Sigma公司），碘酸鉀（天津市光復試劑有限公司），逆轉錄試劑盒、Real－Time PCR試劑盒（大連寶生物工程有限公司）。

1.2 細胞培養及處理 用含10%胎牛血清的DMEM培養基培養HPT－8細胞，置于37℃，5%CO2的恒溫細胞培養箱中待細胞鋪滿T25瓶底80%左右用0.25%胰蛋白酶消化，傳入6孔板中繼續放入培養箱中生長，用于后續實驗。

1.3 分組、加入試劑 用DMEM培養基配制碘酸鉀母液，然后用含有10%胎牛血清的DMEM培養基將母液稀釋成5 000 μg／L和500 μg／L兩個劑量的高碘培養液。實驗設置500 μg／L、5 000 μg／L 2個高碘組和對照組；500 μg／L高碘＋0.5 U／ml HCG組、500 μg／L高碘＋5 U／ml HCG組、5 000 μg／L高碘＋0.5 U／ml HCG組、5 000 μg／L高碘＋5 U／ml HCG組。高碘組僅加入相應劑量的高碘培養液培養48 h；高碘＋HCG組，加入相應劑量的高碘培養液24 h后再加入相應劑量HCG培養24 h；對照組僅加入相應體積的含有10%胎牛血清的DMEM培養基。

1.4 實時熒光定量PCR技術檢測NIS mRNA和pendrin mRNA的表達量

1.4.1 總RNA的提取 使用PBS緩沖液洗滌細胞3次，加入Trizol混勻鋪平，靜置5 min消化，吹打至無細胞團后將其移入1.5 ml EP管，顛倒混勻，37℃靜置。每管加入0.15 ml三氯甲烷，劇烈振搖，37℃靜置5 min，12 000 r／min 4℃離心15 min。將上清液移至新EP管，加入等體積的異丙醇，顛倒冰上靜置5 min，12 000 r／min 4℃離心10 min，留沉淀。加1 ml預冷的75%乙醇，輕輕顛倒數次，7 500 r／min 4℃離心5 min。留取管底的白色沉淀，在室溫中干燥約10 min。用RNA濃度測定儀來測定總RNA的含量。

1.4.2 逆轉錄合成cDNA 按照逆轉錄試劑盒說明書進行逆轉錄反應，37℃15 min，85℃5 s，冰浴5 min。

1.4.3 實時熒光定量PCR擴增 實驗所需引物由上海生物工程技術服務有限公司設計并合成，以稀釋好的cDNA為模版進行定量PCR擴增。引物序列及擴增片段見表1。

表1 PCT擴增引物序列

反應條件為：95℃預變性30 s；95℃變性5 s，63℃（NIS）、61℃（pendrin）退火20 s，72℃延伸20 s，共40個循環；72℃延伸10 min。每個樣本做平行樣，重復2次。以GAPDH為內參，采用相對定量2－ΔΔCt法，分別計算目的基因的相對表達量。

1.5 統計學方法 采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析，多組間計量資料比較采用單因素方差分析和LSD－t檢驗，交互作用采用析因設計分析，檢驗水準α＝0.05，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同高碘水平對NIS mRNA和pendrin mRNA表達的影響 5 000 μg／L高碘組和500 μg／L高碘組的NIS mRNA和pendrin mRNA表達量均高于對照組（P＜0.01），5 000 μg／L高碘組的NIS mRNA和pendrin mRNA表達量略高于500 μg／L高碘組，但差異均無統計學意義，見表2。

表2 不同高碘水平下NIS mRNA和pendrin mRNA的表達量（±s）

表2 不同高碘水平下NIS mRNA和pendrin mRNA的表達量（±s）

注：與對照組比較，1）P＜0.05

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2.2 高碘狀態下HCG對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的影響 5 000 μg／L高碘＋0.5 U／ml與5 000 μg／L高碘＋5 U／ml HCG組NIS mRNA和pendrin mRNA表達量均低于5 000 μg／L高碘組（P＜0.05），5 000 μg／L高碘＋0.5 U／ml HCG與5 000 μg／L高碘＋5 U／ml HCG組的NIS mRNA和pendrin mRNA表達量差異無統計學意義，見表3；500 μg／L高碘狀態下3組NIS mRNA和pendrin mRNA表達量差異無統計學意義，見表4。

表3 5 000 μg／L高碘狀態下HCG對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的影響（±s）

表3 5 000 μg／L高碘狀態下HCG對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的影響（±s）

注：與5 000 μg／L高碘組比較，1）P＜0.05

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表4 500 μg／L高碘狀態下HCG對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的影響（±s）

表4 500 μg／L高碘狀態下HCG對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的影響（±s）

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2.3 高碘與HCG對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的交互作用 高碘和HCG對NIS mRNA的表達量不產生交互作用（R2＝0.836，F＝0.087，P＝0.776），不同濃度高碘作用下NIS mRNA表達量存在差異（F＝6.203，P＝0.037）；高碘和HCG對pendrin mRNA的表達量不產生交互作用（R2＝0.325，F＝2.970，P＝0.123），見表5和表6。

表5 高碘與HCG對NIS mRNA表達量的交互作用

表6 高碘與HCG對pendrin mRNA表達量的交互作用

3 討論

目前，關于妊娠期攝碘量的研究多集中在碘缺乏對胎兒智力的影響，碘攝入過量是否影響胎兒腦發育研究較少。孕婦碘過量會使孕婦甲狀腺功能異常，包括甲狀腺機能減退癥、亞臨床甲減、甲狀腺機能亢進癥、單純性低甲狀腺素血癥等［4］。有研究表明孕婦在攝入過量碘時，甲狀腺疾病患病率較高，其中以亞臨床甲狀腺功能減退為主［5］，說明多種甲狀腺疾病可能是由高碘引起的。

HCG是一種能夠保證整個妊娠期處于相對穩定狀態，由胎盤產生的促性腺激素，具有調節胎盤的物質轉運等功能［6－8］。HCG由α和β兩個亞單位組成，它們的α亞單位氨基酸序列相同，而β亞單位羥基端有獨特的C終點肽結構，HCG在孕期維持妊娠激素黃體酮，保證胎兒正常發育的作用主要決定于β單位，這一功能由HCG受體調節。NIS是位于胎盤滋養層細胞膜頂端以Na＋－K＋－ATP酶產生的離子梯度為動力的主動轉運體，表達于各種聚碘細胞，包括乳腺、甲狀腺等［9］。pendrin是I－和Cl－被動轉運的轉運體，位于絨毛合體滋養層細胞刷狀緣膜，具有高度疏水性的細胞膜糖蛋白，在胎盤、乳腺、子宮內膜、前列腺、睪丸和肺中均有表達［6］。在整個妊娠期間，NIS在胎盤中表達水平穩定，pendrin則在妊娠中后期表達增加，這兩種物質均與母體和胎兒間的碘轉運有關，調節著母體與胎兒之間的碘轉運功能。本研究探討HPT－8細胞在高碘狀態下不同濃度的HCG對NIS mRNA與pendrin mRNA表達的影響，研究顯示提高碘水平時NIS mRNA與pendrin mRNA表達量均明顯增加，但在HCG參與下，提升高碘水平NIS mRNA的表達量反而明顯降低，pendrin mRNA的表達量也有所降低，說明高碘狀態下HCG可降低HPT－8細胞的攝碘能力，而且碘濃度越高HCG對NIS mRNA的下調作用越明顯，pendrin mRNA變化不大。推測在碘過量的情況下，胎盤可通過HCG調節碘運輸，減少對碘富集作用和向胎兒的碘運輸量，保護胎兒免受碘過量造成的危害。Arturi等［10］的研究中顯示在絨癌細胞系JAR中，HCG具有上調NIS mRNA表達的作用，在甲狀腺中HCG具有上調細胞攝碘能力。本研究結果HCG的下調作用與Arturi等［10］的結果不一致，可能與細胞系的不同和細胞所處環境有關，本研究是在高碘環境下觀察細胞的攝碘能力的變化。胎盤激素作用非常復雜，可以對機體多個靶器官和靶細胞產生多種作用；不僅可以進入血液循環后通過內分泌的途徑發揮作用，而且還可以通過組織間液作用于相鄰的細胞或自身細胞，在胎盤或者其他子宮內組織形成復雜的旁分泌和自分泌局域網，互相影響、相互作用。本研究還觀察到HCG與高水平碘對NIS mRNA和pendrin mRNA表達量不存在交互作用，其原因可能是胎盤細胞處于高碘環境時，提高碘水平NIS mRNA和pendrin mRNA表達量的升高不明顯，反而HCG的降低作用顯著，因此進一步說明高碘環境下HCG具有降低胎盤細胞的攝碘能力的作用。

綜上所述，在胎盤細胞中當碘過量時HCG降低NIS mRNA的表達，pendrin mRNA的表達量有所下降，說明高碘狀態下HCG可降低胎盤細胞的攝碘能力，從而減少了胎盤對碘的攝取，保護胎兒免受碘過量帶來的危害。