《European Thyroid Journal》：Impaired thyroid hormone receptor signaling in anterior hypothalamic parvalbumin neurons causes bradycardia in male mice
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為探究下丘腦視前區（AHA）小清蛋白（PV）神經元中甲狀腺激素受體 α1（TRα1）對心血管功能的調控機制，研究人員通過 AAV 介導的立體定位技術在 PV 神經元中特異性表達突變型 TRα1R348C。發現該突變可致小鼠心率降低，且在應激狀態下可代償，為甲減性心動過緩提供新機制，強調體內非侵入性記錄的重要性。
甲狀腺激素（TH）如同身體的 “能量調節器”，不僅直接作用于心臟、肝臟等外周器官，還通過大腦中樞間接調控生理功能。其中，甲狀腺激素受體 α1（TRα1）在維持體溫和心率穩態中扮演關鍵角色。過往研究已發現，下丘腦視前區（AHA）的小清蛋白（PV）神經元依賴 TRα1 發育，并能通過溫度依賴方式控制心率。然而，TRα1 在成年動物的 PV 神經元中是僅參與發育調控，還是同時存在對心血管功能的急性調控作用，一直是未解之謎。這一空白不僅制約著我們對甲狀腺功能減退（甲減）所致心動過緩機制的理解，也讓中樞 TRα1 信號在心血管調控中的具體角色蒙上一層迷霧。
為揭開這一謎團，德國呂貝克大學（University of Luebeck）的研究團隊開展了深入研究。他們利用腺相關病毒（AAV）介導的立體定位技術，在 PV-Cre 小鼠的 AHA 區 PV 神經元中特異性表達顯性負性突變的 TRα1R348C，構建了 PV 神經元 TRα1 信號特異性受損的小鼠模型（PV-TRα1R348C小鼠）。通過無線電遙測技術連續監測小鼠心率、體溫和活動，并結合心電圖（ECG）和紅外熱成像等手段，系統分析了 TRα1 信號受損對心血管功能和代謝的影響。研究成果發表在《European Thyroid Journal》，為揭示甲減性心動過緩的中樞機制提供了關鍵線索。
主要技術方法
研究采用了多項關鍵技術：
- 病毒載體構建與立體定位注射：使用攜帶 TRα1R348C突變基因或綠色熒光蛋白（GFP）的 AAV 病毒，通過立體定位技術精準注射到 AHA 區，實現 PV 神經元特異性的基因表達調控。
- 無線電遙測技術：植入 G2 或 G2-HR 發射器，持續監測自由活動小鼠的心率、核心體溫和運動節律，獲取無干擾的生理數據。
- 免疫熒光染色：通過標記 PV 蛋白和病毒攜帶的熒光標簽（如 mCherry/GFP），驗證病毒轉染效率和細胞特異性。
- 心電圖（ECG）檢測：在清醒狀態下記錄小鼠心電圖，分析心率及心電參數，對比應激狀態與非應激狀態的差異。
- 紅外熱成像：拍攝棕色脂肪組織（BAT）、尾巴和內耳的紅外圖像，評估體溫調節和產熱功能。
研究結果
1. PV 神經元 TRα1 信號受損選擇性導致心動過緩
通過無線電遙測發現，PV-TRα1R348C小鼠在 22°C 和 30°C（熱中性溫度）下均表現出基礎心率顯著降低，且心率頻率分布更寬，提示心率調控精度下降。值得注意的是，當通過 ECG 記錄時（需抓取小鼠放置于設備上），突變小鼠的心率恢復正常，暗示應激狀態可代償 TRα1 信號缺陷的影響。心電圖參數（如 P 波、QRS 波時程等）在兩組間無顯著差異，表明心動過緩可能源于竇房結起搏功能異常，而非心肌電傳導障礙。
2. 代謝與體溫調節未受顯著影響
盡管 TRα1 廣泛參與代謝調控，但突變小鼠的體重、攝食量、飲水量與對照組無差異。紅外熱成像顯示，BAT 表面溫度、尾巴溫度及核心體溫的晝夜節律在 22°C 時正常，但在 30°C 時，突變小鼠的核心體溫晝夜節律消失，中值（mesor）和振幅降低，提示 TRα1 對熱中性條件下的體溫節律調控有一定影響，但不涉及基礎產熱功能。
3. 中樞 TRα1 信號通過自主神經系統調控心率
研究對比了不同模型的結果：全局 TRα1+/-m小鼠因發育階段 TRα1 功能缺陷，表現為 PV 神經元數量減少和不可逆心動過緩；而 PV 神經元特異性 TRα1 急性受損模型（AAV 注射）則僅引起成年小鼠的心率降低，且不影響 PV 神經元存活。結合雙轉運體敲除（MCT8-OATP1C1 KO）小鼠的結果（中樞甲減但 PV 神經元發育正常，表現為心率變異性增加），提示 TRα1 在 PV 神經元中既參與發育階段的神經元存活調控，也在成年期通過急性信號調控自主神經對心臟的支配，可能主要通過副交感神經系統（PSNS）影響竇房結功能。
結論與討論
本研究首次證實，下丘腦 AHA 區 PV 神經元中的 TRα1 信號不僅在發育階段對心血管調控網絡的建立至關重要，其在成年期的急性功能狀態也直接影響心率控制。PV-TRα1R348C小鼠的心動過緩表型表明，中樞 TRα1 通過 PV 神經元介導的自主神經通路調控心率，這為甲減患者常見的心動過緩提供了新的解釋 —— 除了心臟本身的 TRα1 功能不足，中樞自主神經調控異�？赡苁侵匾獏f同機制。
研究還揭示了應激對中樞調控的代償作用：非侵入性遙測記錄的 “靜息心率” 缺陷可在應激（如 ECG 檢測時的 handling 刺激）下被掩蓋，提示在動物模型研究中，非侵入性、無應激的記錄手段對于準確捕捉中樞調控異常至關重要。此外，PV 神經元在血壓調控中的潛在作用尚未明確，未來研究可進一步拓展該模型在心血管穩態調控中的應用。
這項工作不僅深化了對甲狀腺激素中樞作用機制的理解，也為開發針對甲減心血管并發癥的神經調控療法提供了新靶點。通過解析 TRα1-PV 神經元 - 自主神經通路的調控網絡，有望為臨床干預心率異常開辟新方向。
