从甲状腺与脑组织的共同抗原角度研究自身免疫甲状腺炎相关脑损害的发生机制

Autoimmune thyroiditis (AIT) or Hashimoto's thyroiditis is a very common endocrine disease. In addition to destroyed thyroid gland, the patients may develop steroid responsive encephalopathy associated with autoimmune thyroiditis (SREAT). Neurological impairments and lower intelligence scores have also been found in the children of those euthyroid AIT women. The pathogenesis of brain damage associated with AIT is unclear. The presence of autoantibodies against α-enolase was reported in the sera of SREAT patients. Our recent preliminary study found some autoantibodies against brain tissue in the sera of the mice with experimental autoimmune thyroiditis (EAT) induced by immunization with thyroglobulin and Freund's complete adjuvant. The above findings suggest the cross immune reaction triggered by common brain-thyroid antigens may contribute to the development of brain damage associated with autoimmune thyroiditis. In this project, we are going to investigate the common brain-thyroid antigens targeted by autoimmune responses in EAT animal model using mass spectrometry-based proteomic technology. We further explore neurological impairments resulted from autoimmune responses against common brain-thyroid antigens through a series of in vivo and in vitro experiments to advance the understanding of brain damage developed in AIT patients and offspring of euthyroid AIT women. It would provide strong experimental data to develop new strategies for the diagnosis and treatment of the brain damage, and greatly contribute to improve the intellectual quality of our people.

自身免疫甲状腺炎（AIT）也称桥本甲状腺炎，是最常见的内分泌疾病。除了甲状腺被破坏，其患者本身可发生AIT相关激素反应性脑病（SREAT），并且甲状腺功能正常的AIT孕妇的后代脑发育也受损，智力水平下降。此类脑损害的发生机制尚不清楚，目前无直接研究报道。有学者曾在SREAT患者中检测到抗α烯醇化酶抗体，而最近我们对实验性自身免疫性甲状腺炎（EAT）的初步研究也发现EAT鼠血清内有抗脑组织自身抗体，提示由甲状腺与脑组织共同抗原诱发的交叉免疫反应可能是导致AIT相关脑损害的重要机制。因此，本课题拟以EAT模型为基础，利用蛋白质组学研究方法，明确存在于甲状腺与脑组织间的共同致病靶抗原，并通过水迷宫、原位杂交、免疫荧光染色等体内、外实验阐明该抗原诱导的自身免疫反应所致危害，探讨AIT患者及AIT孕妇的后代发生脑损害的机制，为发展疾病新的诊治手段提供实验依据，对提高国民智力素质具有十分重要的意义。

自身免疫甲状腺炎（AIT）是常见内分泌病。除了甲状腺被破坏，患者本身还可发生 AIT 相关激素反应性脑病，而甲功正常AIT孕妇的后代脑发育也受损。这些脑损害的发生机制尚不清楚，目前无直接研究报道。本课题以实验性自身免疫性甲状腺炎（EAT）模型为基础，探讨在甲状腺自身免疫反应中存在于甲状腺与脑组织之间的共同靶抗原，并检测由共同抗原诱导的交叉自身免疫对大脑的损害和机制。通过蛋白质组学方法进行自身抗原筛选、利用Western blot、免疫荧光和ELISA检测，发现α烯醇化酶（α-enolase，ENO1）和蛋白质二硫键异构酶 A3（Protein disulfide-isomerase A3，PDIA3）确是在甲状腺和脑组织内均有表达的共同抗原，且在EAT鼠血清中有特异识别这些共同靶抗原的自身抗体存在。按EAT建模方式分别给予动物进行这二种蛋白免疫，诱导特异自身免疫反应。我们发现，ENO1和PDIA3免疫鼠的血清中ENO1抗体和PDIA3抗体均分别明显升高。前者主要通过抗体依赖性细胞毒作用损伤甲状腺滤泡和血管内皮；一方面导致甲状腺滤泡细胞凋亡和亚临床甲减，而另一方面引起大脑组织中紧密连接蛋白表达减少、血脑屏障通透性增加、微血管内皮周围水肿、胶质细胞活化、炎症因子分泌、Tau蛋白异常磷酸化增加，最终导致神经元变性和学习记忆功能下降。抗PDIA3自身抗体主要通过补体依赖性细胞毒作用损伤甲状腺细胞、血管内皮和神经元，引起甲状腺和神经细胞凋亡以及血脑屏障被破坏、微血管内皮周围水肿；一方面导致亚临床甲减，而另一方面使大脑学习记忆功能受损。此外，初步研究结果还提示母体内共同靶抗原诱导自身免疫反应所产生的ENO1Ab和PDIA3Ab均能通过胎盘进入后代体内，引起后代甲状腺炎症、功能轻度不足以及明显脑发育受损、学习记忆功能下降。上述研究提示，ENO1和PDIA3确为存在于甲状腺与脑组织之间的共同抗原；其所诱导的自身免疫反应既可累及大脑组织，又可损伤甲状腺细胞本身。针对这些靶抗原相关特异自身免疫所发展的诊治手段将成为防治AIT危害的新策略，尤其在脑损伤的诊治方面具有广泛临床应用前景。