研究發現：促甲狀腺激素影響動脈粥樣硬化的機制

　　近日，山東大學的趙家軍和張群業團隊在《Journal of Experimental Medicine》雜志上發表了題為“Thyrotropin aggravates atherosclerosis by promoting macrophage inflammation in plaques”的文章。

　　這項研究表明促甲狀腺激素（TSH）作為動脈粥樣硬化的獨立風險因素，加重了血管炎癥并促進了動脈粥樣硬化的形成。山東大學附屬省立醫院的趙家軍教授和山東大學齊魯醫院的張群業教授為共同通訊作者。

　　研究背景

　　人們早就發現，甲狀腺功能減退會伴隨著高膽固醇血癥和心血管疾病，并將其歸因于甲狀腺激素水平的降低。然而，亞臨床甲狀腺功能減退（SH）患者的高膽固醇血癥和心血管疾病風險也增加，這就很難用前述理論解釋了。因為這些患者的甲狀腺激素水平保持正常，只有促甲狀腺激素水平升高。那么，促甲狀腺激素是否在動脈粥樣硬化中發揮作用呢？

　　促甲狀腺激素（TSH）是由垂體分泌的一種糖蛋白激素，主要作用是刺激甲狀腺激素的合成和分泌。不過，TSH受體可不止在甲狀腺細胞中表達，還在肝細胞、脂肪細胞和破骨細胞等多種細胞中表達，這表明它的功能不僅僅限于甲狀腺功能的調節。

　　根據以往研究，TSH受體也在巨噬細胞、內皮細胞和平滑肌細胞中表達。這三類細胞與動脈粥樣硬化的關系最為密切。因此，TSH可能不僅通過調節甲狀腺的功能來間接促進動脈粥樣硬化，還通過這些細胞來直接發揮作用。為了驗證這種假說，研究人員分析了TSH與動脈粥樣硬化之間的關聯。

　　TSH與動脈粥樣硬化呈正相關

　　在這項研究中，研究人員招募了2,480名志愿者。在排除了患病的受試者之后，他們根據TSH水平，將其余1,103名受試者分成三組（甲狀腺功能正常對照、輕度SH和重度SH）。與正常對照相比，輕度和重度患者的血清總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平顯著升高。

　　他們發現，在TSH水平較高的群體中，頸動脈斑塊發生率和頸動脈內中膜厚度（CIMT）也顯著增加。此外，即使通過多元線性回歸分析控制了傳統的心血管因素（包括年齡、血脂異常和血壓）后，TSH與CIMT之間的正相關性仍然顯著。而且，幾種關鍵炎癥因子（包括TNF-α、CCL-2和IL-1β）的血清水平也顯著升高。這些結果支持了TSH與動脈粥樣硬化之間的關聯。

　　Tshr敲除減弱了動脈粥樣硬化和血管炎癥

　　為了確認TSH與動脈粥樣硬化之間的因果關系，研究人員將Tshr+/?小鼠與ApoE?/?小鼠雜交，獲得了Tshr?/?ApoE?/?和Tshr+/+ApoE?/?小鼠。他們從6周齡開始給小鼠投喂西方飲食，直至12周或16周。Tshr?/?ApoE?/?小鼠通過飲食中的甲狀腺素粉末來維持甲狀腺功能正常，以排除甲狀腺激素水平異常的干擾。

　　兩組小鼠的脂質參數相當，但染色結果表明Tshr?/?ApoE?/?小鼠的斑塊面積顯著減少（圖1）。該小鼠斑塊中的F4/80陽性面積顯著降低，表明巨噬細胞的數量減少，且血管炎癥減弱，主動脈中的F4/80、Il-1b、Il-6、Tnfa和Ccl2表達量降低。TNF-α和 IL-6的免疫組化結果也證實了這一點。這些結果表明，TSH可通過某種不依賴甲狀腺激素的機制來促進血管炎癥和動脈粥樣硬化。

圖1. TSHR敲除減弱了血管炎癥和動脈粥樣硬化。

　　TSH直接促成巨噬細胞炎癥反應

　　既然巨噬細胞在動脈粥樣硬化中起到關鍵作用，那么這種細胞是否受到TSH直接影響？首先，研究人員通過免疫熒光證實了TSHR在小鼠腹膜巨噬細胞和斑塊巨噬細胞中的表達。然后在體外用TSH處理巨噬細胞，并觀察到TNF-α和IL-6的誘導。此外，TSH顯著上調了與急性炎癥相關的標志物（如Nos2、Il6和Tnfa），并下調了與炎癥消退相關的一系列標志物（包括Arg1、Pparg、Lxra和Abca1）。因此，TSH確實促成了巨噬細胞炎癥反應。

　　值得注意的是，Ccl2和Cx3cl1這兩種趨化因子也在TSH處理巨噬細胞的過程中被明顯誘導，它們對動脈粥樣硬化中單核細胞的招募至關重要。除了單核細胞的招募，斑塊內的巨噬細胞數量還與其成熟、凋亡和增殖等因素有關。研究人員發現，TSH既不會加速單核細胞的成熟，對單核細胞的F4/80表達或巨噬細胞的凋亡也沒有明顯的影響。因此，Tshr的敲除可能不會讓巨噬細胞的數量減少。

　　髓系特異性Tshr敲除延緩了動脈粥樣硬化

　　為了檢驗TSH的促炎作用是否與體內的血管炎癥和動脈粥樣硬化相關，研究人員通過雜交Tshrflox/flox（由賽業生物提供）、LyzM-Cre+和ApoE?/?小鼠制備了ApoE?/?背景的髓系特異性Tshr敲除小鼠（TSHRMKO小鼠）。他們發現，該小鼠的血清IL-6和CCL2水平明顯降低，表明全身炎癥減弱。此外，染色結果也表明，TSHRMKO小鼠在12周和16周西方飲食后的動脈粥樣硬化減少。這些結果證實TSH對巨噬細胞的作用是促炎癥的，并導致動脈粥樣硬化。

　　為了揭示TSH促炎作用的潛在機制，他們進一步研究了許多與炎癥相關的通路（圖2）。他們發現，TSH刺激在30分鐘內導致p65核轉運，誘導IκB磷酸化和IκBα降解。另外，TSH處理也增加了ERK1/2、JNK和p38α的磷酸化，表明MAPK通路也參與了相關炎癥的誘導。TSHR單獨負責了這些通路的激活，因為Tshr沉默顯著阻斷了TSH的這些作用。

圖2. TSH通過IκB/NFκB和MAPK通路促進了巨噬細胞中的炎癥。

　　“根據在群體、基因敲除小鼠和體外開展的研究，我們證明了TSH可通過促進斑塊中的巨噬細胞炎癥而直接導致動脈粥樣硬化形成，”作者在文中寫道。

　　這項研究讓人們重新認識到亞臨床甲狀腺功能減退如何增加心血管疾病風險，并將TSH作為預防和治療心血管疾病及其他炎癥性疾病的潛在目標。