甲状腺功能亢进症动物模型

甲状腺功能亢进症（hyperthyroidism),简称甲亢症，是指由于各种原因使甲状腺腺体分泌过多甲状腺激素，导致以循环、神经、消化等系统兴奋性增高和代谢亢进为主要临床表现的一种全身性疾病，表现为弥漫性甲状腺肿、突眼征、心动过速、多食、消瘦、多汗、畏热、易激动。

引起甲亢症的病因主要有：

①自身免疫性疾病，如，弥慢性毒性甲状腺肿（Graves disease,GD),自身体内产生抗甲状腺受体（thyroid stimulating hormone receptor,TSHR)抗体，此抗体与甲状腺TSHR结合，持续兴奋甲状腺，导致过度合成和分泌T3和T4.GD占全部甲亢症的80%~85%。

②TSHR基因突变，导致体质性受体激活，持续兴奋甲状腺合成和释放过量甲状腺激素。这一疾病具有遗传性，为家族性常染色体显性甲亢综合征，出现在婴儿期。③在多年多结节性毒性甲状腺肿的基础上发生甲亢症状。

针对上述病因，甲亢症动物模型制作可分为诱发性动物模型和转基因动物模型2类。

一、诱发性甲状腺功能亢进症动物模型

（一）外源性甲状腺素补充法

【造模机制】通过口服或注射甲状腺素，人为增加动物体内甲状腺素含量，从而使动物表现出甲亢症的各种症状。

【模型特点】给予外源性甲状腺素后，动物可出现摄食量、饮水量增加，体温升高，心率增快，血清T3、T4含量上升。兔的心脏肥大、收缩压增高，血浆心房利钠肽（atrial natriuretic peptide)分泌增加。这些临床表现均与人的甲亢症状非常相似。

【模型评估和应用】外源性甲状腺素补充法诱发甲亢症模型适用于甲状腺素过多对机体的生物学效应研究以及抗甲亢药物的筛选和药效学研究。本模型是直接将外源性甲状腺素给予动物，造成动物体内甲状腺素水平过高面导致一系列的临床表现。因此，给药剂量与模型的类型和造模时间有密切关系。给药剂量过高，造模时间缩短，但可能死亡率升高。

但是外源性甲状腺素的增加反馈性抑制垂体的促甲状腺素（TSH)的分泌，抑制甲状腺腺体分泌，这与甲亢症的发病机理和甲状腺病理改变不相符合。此大小鼠模型可用甲状腺素生物学效应研究和一般治疗甲亢症药物的药效学研究。兔是甲状腺激素的易感动物，用兔外源性甲状腺素建立的甲亢性高血压血压稳定，且在甲亢性高血压模型造模过程中心率、收缩压和血浆ANP水平与心脏质量指数呈正相关。

（二）免疫诱导甲状腺肿

【造模机制】甲状腺肿（GD)是一种自身免疫性疾病，患者血清中存在TSHR特异性抗体（TSHreceptor antibodies,TRAb),它与TSHR结合，引起甲状腺素的持续分泌，是引起甲亢症最重要的因素。用表达人TSHR的成纤维细胞或人TSHR cDNA的表达载体免疫动物，诱发动物产生针对TSHR的特异性抗体TRAb,可使动物产生类似人GD的临床表现。

【模型特点】上述模型均用表达hTSHR的载体接种动物，以激发动物的免疫系统产生针对TSHR的自身抗体。造模均需多次免疫才能产生有活性的抗体，但也不是所有动物都能诱导出甲亢症表现。细胞免疫实验组约25%小鼠发生了甲状腺功能亢进：TBIIs(TSH binling inhibitory immunoglobulins)活性增强，TSAb阳性，T4水平升高，甲状腺弥漫性肿大，甲状腺细胞增生。

核酸免疫组T4、TRAb、TSAb水平均从第6周开始显著升高，甲状腺增大，可见大量新生滤泡生成、滤泡上皮细胞增生、胶质浓缩等甲亢症的表现。用编码HTSHR全长的腺病毒载体（AdCMVTSHR)肌内注射免疫小鼠，8周后55%的雌性、33%的雄性BALB/c小鼠出现甲状腺功能亢进症状，T4水平升高，甲状腺刺激免疫球蛋白（thyroid stimulatingimmunoglobulin,TSI)抗体增多。

【模型评估和应用】由于大多数甲亢症是由于器官特异性自身免疫引起的，根据病因用表达hTSHR的细胞或质粒载体免疫动物，以激发动物的免疫系统，产生针对TSHR的特异性抗体，从而诱发类似人GD的动物模型。体内TRAb分为3种类型，即TSH受体刺激性抗体（TSH stimulating antibody,TSAb)、TSH受体阻断性抗体（TSH-stimulating blocking antibody,TBAb)和甲状腺生长免疫球蛋白（thyroid growthimmunoglobulins,TGI).TSAb与TSHR结合产生类似TSH的生物效应，是GD的直接致病原因。

TBAb与TSH结合阻断TSH与受体的结合，抑制甲状腺增生和甲状腺激素产生。GD患者可有刺激性和阻断性2种抗体并存，其甲状腺功能的最终结果取决于何种抗体占优势，临床上GD患者自发性甲状腺功能减退与血清TBAb的出现有关。TGI与甲状腺TSHR结合，其生物学效应与TSAb不同，它仅刺激甲状腺细胞增生，不引起甲状腺功能亢进。因此在研究建立GD模型时，应注意TRAb的类型及其与临床表现和病理变化的联系。自身免疫性GD模型适合于人GD发病机理的研究以及甲亢症药物的筛选和药效学研究。

遗传背景在引发小鼠发生甲状腺功能亢进中起重要作用，如用表达TSHR的腺病毒免疫小鼠，在55%雌性、33%雄性BALB/c和25%雌性C57BL/6小鼠血清T4、TSI、TBII水平升高。而在CBA/J(H-2')、DBA/1J(H-2)和SJL/J(H-2)三个品系中，均未出现甲亢症症状。这在细胞免疫和核酸免疫造模中均有发现。

二、TSAb转基因甲状腺功能亢进症小鼠模型

【造模机制】TSAb是GD的主要病因，对GD的发生发展起重要作用。将经EB病毒转化的患者B淋巴细胞TSAb基因克隆出来，构建重组DNA构件，用显微注射法制备转基因小鼠。该转基因小鼠的B淋巴细胞表面表达人TSAb,可与TSHR结合产生类似TSH的生物效应。

【模型特点】实验小鼠表现出一系列GD患者具有的甲状腺功能亢进症状：血清游离T4水平升高，TSH水平下降，基础体温升高，活动增强，甲状腺组织增生。血清游离T4水平与血清IgM呈正相关。外周血中B细胞总数很低，与血清IgM和游离T4水平无相关性，但腹膜腔中B细胞较外周血中的B细胞明显增加，且大多数B细胞表达IgM.

【模型评估和应用】转基因甲状腺功能亢进症小鼠模型是模拟人GD患者的发病机制制备的，即GD患者体内存在促甲状腺激素受体抗体，其中引起甲亢症最重要的抗体是TSAb.将hTSAbc DNA导入到小鼠受精卵中，产生的转基因小鼠表现出一系列与人GD相似的临床表现，实验室检测指标如游离的T4、TSH等也支持这一诊断。因而转基因甲状腺功能亢进症小鼠是研究GD发病机制和治疗的很好模型。