Tiroid hormonu (TH) sinyali, yetişkinlikte normal gelişim ve optimal doku fonksiyonu için gerekli olan hücresel metabolizmanın temel bir düzenleyicisidir1. Dokular içinde, TH eylemi, yerel TH seviyelerinin dokuya özgü bakımına izin veren karmaşık bir moleküler makine tarafından hassas bir şekilde kontrol edilir. Farklı dokuların dolaşımdaki TH seviyelerinden bu özerkliği büyük önem taşımaktadır 2,3,4.
Çok sayıda kimyasal, endokrin fonksiyonlarını bozma potansiyeline sahiptir ve çevrede kirletici olarak bulunur. Bu moleküllerin atık su ve tarımsal üretim yoluyla besin zincirine girebileceği ve böylece çiftlik hayvanlarının ve insanların sağlığını etkileyebileceği giderek artan bir endişe kaynağıdır 5,6,7.
Bu konuyu ele almadaki önemli zorluklardan biri, hem yetkilendirilmiş hem de halihazırda yasaklanmış, ancak hala ısrarla mevcut olan moleküller de dahil olmak üzere, ilgili çok sayıda bileşiktir. Son yıllarda, çeşitli kimyasalların tarama ve yıkıcı potansiyelinin belirlenmesi için test sistemleri geliştirmek için önemli çabalar sarf edilmiştir8,9,10,11. Bu yöntemler, binlerce bileşiğin yüksek verimli taranmasında ve potansiyel tehditlerin belirlenmesinde mükemmel olsa da, bu moleküllerin spesifik in vivo etkilerinin ayrıntılı bir analizi, insan maruziyetinin tehlikelerini belirlemek için esastır. Bu nedenle, endokrin bozucu kimyasalları (EDC'ler) incelerken ve karakterize ederken çok yönlü bir yaklaşım gereklidir.
TH regülasyonu bağlamında, EDC maruziyetinin dokuya özgü sonuçlarını anlamak, lokal TH eyleminin ölçülmesini gerektirir. Bu amaç için birkaç in vivo model geliştirilmiş olsa da, çoğu çıktı ölçüsü olarak endojen belirteçlere güvenir. Fizyolojik olmalarına rağmen, bu belirteçler hem doğrudan hem de dolaylı olarak çok sayıda düzenleyici mekanizmaya tabidir ve bu da yorumlanmalarını daha zor hale getirir. Bu nedenle, EDC'nin doku düzeyinde TH regülasyonu üzerindeki etkilerini karakterize etmek önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir12,13.
Dokuya özgü TH sinyalini ölçmenin zorluklarını ele almak için, Tiroid Hormon Eylem Göstergesi (THAI) fare modeli yakın zamanda geliştirilmiştir. Bu model, endojen koşullar altında lokal TH etkisindeki değişikliklerin spesifik olarak ölçülmesine izin verir. Fare genomuna, TH eylemi14 tarafından düzenlemeye oldukça duyarlı olan bir lusiferaz transgeni sokuldu. Bu model,14,15,16,17,18 sinyalini veren lokal doku TH değişikliklerinin ölçülmesini gerektiren çeşitli araştırma sorularını yanıtlamada etkinlik göstermiştir.
THAI modelinin potansiyel bir kullanımının tanınması, EDC'lerin TH sinyali üzerindeki dokuya özgü etkilerini karakterize etmektir. Model, tetrabromobisfenol A ve diclazuril'in TH sinyal15 üzerindeki dokuya özgü etkilerini araştırmak için son zamanlarda başarıyla kullanılmıştır. Burada, TH fonksiyonunu bozan EDC'leri karakterize etmek için bir test sistemi olarak THAI modelinde in vivo görüntüleme tekniklerini kullanmak için temel protokoller sunulmaktadır. Bu yöntem, lusiferin-lusiferaz reaksiyonunun biyolüminesan doğasından yararlanır. Esasen, transgenik olarak eksprese edilen lusiferaz enzimi, uygulanan lusiferinin oksidasyonunu katalize eder ve dokudaki lusiferaz miktarıyla orantılı ışıldayan ışık üretir (Şekil 1). Sonuç olarak, ölçülen biyolojik yanıt, lokal TH eyleminin14 uygun bir ölçüsü olarak doğrulanan lusiferaz aktivitesidir. THAI modeli hemen hemen tüm dokularda TH etkisini ölçmek için uygulanabilirken, in vivo görüntüleme öncelikle ince bağırsakta (ventral görüntüleme) ve interskapular kahverengi yağ dokusunda (BAT, dorsal görüntüleme) TH etkisine odaklanır14.
İn vivo görüntüleme tekniğinin önemli bir avantajı, ölçümler için hayvanları feda etme ihtiyacını ortadan kaldırmasıdır. Bu, araştırmacıların kendi kendini kontrol eden çalışmalar olarak uzunlamasına ve takip deneyleri tasarlamasına olanak tanıyarak, denekler arasındaki önyargıyı ve kullanılan hayvan sayısını azaltır. Bu husus özellikle EDC karakterizasyonunda çok önemlidir ve yöntemin bu amaç için gücü ve çok yönlülüğü daha önce gösterilmiştir14,15.