高氟高碘联合对内质网应激反应及UPR通路影响的研究

氟中毒和碘中毒是我国重点防治的地方病，目前对高氟高碘联合毒作用及其相关分子机制的研究报道少有人涉及。本项目拟以甲状腺细胞为靶标，体外试验和体内试验相结合，采用流式细胞术、分光光度法、实时RT-PCR、Western blot、siRNA等技术和方法，检测甲状腺细胞活性氧水平、凋亡率、SEAP活性、内质网应激相关基因（PERK、eIF2α、ATF4、XBP-1S、ATF6、IRE1、EDEM）、Caspase-12、Caspase-4和GRP78，以及UPR通路下游基因GADD153和AKT基因mRNA与蛋白质表达水平，研究高氟高碘对甲状腺细胞内质网应激产生的联合效应及内质网应激引起细胞凋亡的发生机制，为高氟高碘的早期预防和控制提供重要的理论依据。

我国部分地区（如环渤海）因为黄河泛滥等原因，水源中存在高氟高碘共存的现象，可能对人群甲状腺存在双相危害。已知高碘对甲状腺具有毒性作用，但是机制不清，而高氟及高氟高碘联合对甲状腺的损伤作用及机制存在争议。本研究通过细胞实验、动物实验和现场流行病学调查，分别选用人甲状腺细胞（Nthy-ori 3-1）、Wistar大鼠及高氟和/或高碘地区儿童为研究模型，采用Hoechst染色法、Western blot、免疫组化等技术和方法，研究高碘、高氟和高氟高碘联合对甲状腺的损伤作用及其与内质网应激间的联系，同时探索两元素共同作用时的相互关系。结果表明：（1）高碘、高氟和高氟高碘联合可改变细胞形态，使细胞数减少、形态皱缩，同时降低细胞存活率，增加LDH漏出率；（2）高氟和高氟高碘联合均可诱导体外培养的甲状腺细胞ROS升高，引起大鼠血浆中氧化应激指标改变，但未能证明高碘可诱导体外细胞氧化应激；（3）高碘、高氟和高氟高碘联合均可诱导体外及大鼠甲状腺细胞凋亡；（4）高氟及高氟高碘联合均能引起体外及大鼠甲状腺细胞分子伴侣（binding protein，BiP）、肌醇需要酶1（inositol-requiring enzyme1，IRE1）及C/EBP同源蛋白（C/EBP homologous protein，CHOP）mRNA和蛋白水平及切割的X盒结合蛋白1（spliced X-box-binding protein 1，sXBP-1)mRNA水平升高；（5）氟、碘同时作用于甲状腺细胞时，毒性效应小于二者单独效应之和，呈拮抗效应；（6）高碘、高氟和高氟高碘联合均可改变大鼠和人体甲状腺相关激素（TSH、T3、T4、FT3和FT4）的表达情况；（7）血液中氧化应激指标结合水氟水碘暴露情况可以作为机体高氟高碘暴露的早期生物学标志。结果表明高碘、高氟和高氟高碘联合均可造成甲状腺的损伤，具有一定的甲状腺毒性作用，且高氟和高氟高碘联合极有可能通过诱导甲状腺细胞发生氧化应激，激活内质网应激和IRE1途径，诱导细胞凋亡进而造成甲状腺毒性，而高碘可能通过非IRE1途径诱导细胞发生凋亡，而且两元素同时作用于甲状腺时呈拮抗效应，可能的原因是：1、氟置换甲状腺中的碘离子而在甲状腺中集聚；2、氟损伤碘离子转运通道—钠碘转运体；3、氟直接或通过影响蛋白酶C干扰碘离子运输必需的Na+/K-ATPase。