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五、甲状腺激素调节促甲状腺激素释放激素基因的表达

TSH分泌调控的一个重要部分是室旁核TRH基因表达受甲状腺激素,主要是T 3 作用后的抑制。相反,针对较低的血清T 4 和T 3 浓度,TRH基因表达增多。下丘脑其他区域的TRH mRNA水平并不受T 3 调节。在血清激素方面,T 4 可能比T 3 更重要 [10] ,T 3 在局部通过dio2的作用来自于T 4 , dio2在脑室膜细胞表达,这在前面已经说明。这一观点得到印证,D2敲除小鼠对于血清T 4 高浓度能够维持TSH分泌。一旦T 3 在下丘脑通过脑室膜细胞产生,下一步必定是接近TRH神经元。然而现在我们知道,T 3 通过血脑屏障的运输需要单羧酸8转运(MCT8),同时也很清楚MCT8在PVN的TRH神经元也有存在。仍需要做大量工作来理解局部T 3 是怎样从脑室膜细胞经由MCT8到达PVN的TRH神经元的。

T 3 在转录水平通过它的核受体——甲状腺激素受体(TR)调节TRH基因表达(图5-2)。

图5-2 调节TRH基因转录的信号通路

有3种TR亚型:α1、β1、β2, TRβ亚型能够加固单一基因产物,结构上的不同只体现在氨基端,然而TRα1是单独基因的产物,但是发挥功能是跟TRβ亚型相同的方式 [11] 。亚型之间最大的不同可能是它们的细胞特异性表达模式。小鼠没有两个TRβ亚型时血清TSH和T 3 、T 4 浓度升高,这些结果类似于对甲状腺激素有抵抗的患者,这符合TRβ亚型在垂体和下丘脑的表达。在选择性切除β2亚型的小鼠情况相似,证明这种亚型对于通过T 3 负调控TRH基因表达是必需的。这一亚型对于色觉的正常发育也是必需的,因为它在视网膜上有表达。也有可能β1和α1亚型对于TRH基因表达调控具有重要作用。

一个基因可能受TRs调节,TR亚型绑定到位于靶基因的调节区的甲状腺激素-反应元件,像其他有类视黄醇-X受体(RXR)的homo-或者异二聚体。经典的观点是,缺乏T 3 或者甲减状态时,TR亚型通过招募核辅抑制物来抑制基因转录,这些一直无反过来补充蛋白质复合体,通过组蛋白脱乙酰作用修饰核染色质,导致转录抑制 [12] 。T 3 的存在导致TR构象改变,这导致辅抑制物复合体释放,以及连续的助激活剂补充,能导致组蛋白乙酰化以及转录激活。最近,越来越清晰辅抑制物也存在于甲状腺功能正常状态,并且能够调节配合基敏感性。因此,当它们的功能被删除时,在没有激素水平改变的情况下对T 3 的敏感性提高。

TR亚型抑制基因转录的分子机制并不很清楚。在体外,被T 3 抑制的基因在缺乏T 3 的情况下被激活,随后被T 3 的增加所抑制,这一效应中涉及的机制包括通过T 3 -TR复合物干扰其他转录因子(DNA绑定的独立),T 3 -TR复合物和特殊负向甲状腺激素反应元件的相互作用,从而引发下调。小鼠基因研究表明,在活的有机体内TRH和TSHα、TSHβ亚基的基因表达的负调控需要TR的β亚基绑定到DNA。此外,TRβ亚基突变不能改变它通过T 3 介导正调控的能力,能够阻止其负调控。最后,TRH和TSHβ亚基的基因调节区具有TR绑定位点,而这是体外负调控所必需的。

总结起来说,TRH基因通过T 3 的负调控可能需要TRs绑定到Site 4,同时需要辅调控因子的补充,比如类固醇受体助激活剂(SRC)家族成员。这是有支持依据的,SRC家族成员缺失能够导致与RTH相似的临床症状,针对升高的TH水平产生不恰当的TSH分泌 [13] 。令人惊讶的是,辅抑制物似乎对于不依赖配合基的负向目标激活并不需要,但相反可能调节依赖配合基抑制的敏感性,这与它们对正向调节基因的作用是相似的。

参考文献

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