甲狀腺素分泌異常會使人不適，過多導致手抖、體重減輕、失眠、易怒等，過少則體重上升、嗜睡、免疫力下降。因甲狀腺素是調節新陳代謝的重要荷爾蒙，已知還會作用下視丘神經元，影響體溫食慾。最近哈佛醫學院更發現，甲狀腺素「直接」影響神經細胞基因表現，並改變神經訊號傳遞，使雄性小鼠表現更多探索行為。論文刊登於《細胞》。
動物要適應環境變化，新陳代謝及行為模式皆須調整，如進入冬眠的棕熊，除了須調降新陳代謝和體溫，同時也要抑制飲水和進食慾望。馬達加斯加倭狐猴（Madagascar gray mouse lemurs ）在資源較豐富的雨季，新陳代謝會上升並探索行為增加，因倭狐猴的甲狀腺素雨季時會明顯上升，很可能就是影響環境適應力的關鍵。
為了釐清甲狀腺素如何影響大腦，科學家額外幫實驗小鼠補充甲狀腺素，並分析大腦額葉皮質（prefrontal cortex）基因及行為改變。結果顯示，已知會受甲狀腺素活化的基因（如Hr、Ier5、Cyp11a1）隨劑量增加表達現量也增加，基因在給藥後一小時內即出現明顯變化，證實甲狀腺素能「直接」啟動大腦皮質特定基因表現。
為治療神經退化性疾病提供新方向
額外補充甲狀腺素 3.5 天後雄性小鼠在明亮區域停留的時間明顯增加，且隨著劑量增加趨勢更明顯。小鼠通常對明亮區域感到不安，多數時間會躲在黑暗處，甲狀腺素也會影響雄性小鼠探索行為，當科學家改用進入腦內效率較差的甲狀腺素相似藥物時，雖然周圍組織仍受影響，但基因及小鼠探索行為皆未改變，結果顯示，單靠甲狀腺素在周邊組織的作用並不足以改變小鼠探索行為。
團隊更以「單細胞核 RNA 定序法」（Single-nucleus RNA-sequencing）分析甲狀腺素對小鼠大腦不同種類細胞的影響。甲狀腺素會使星狀膠質細胞（Astrocytes）與神經連結形成和維持有關的基因表現明顯增加；寡樹突細胞（Oligodendrocyte）和前驅細胞會受刺激而啟動與分化、結構重塑有關的基因。某些神經細胞的甲狀腺素能誘發 Robo3 蛋白的大量表現，促進神經網路重塑。以上都有助解釋甲狀腺素如何影響大腦細胞以調節探索行為，並可為治療神經退化性疾病提供新方向。
總結，甲狀腺素不僅調節代謝狀態影響動物行為，還能直接影響大腦皮質基因表現和神經網路重塑，改變小鼠探索模式。這些發現擴展甲狀腺素生理作用知識，對大腦有直接作用。這些發現將有助解釋甲狀腺功能異常如何影響人類的行為和情緒，並為相關神經心理疾病提供新研究與治療方向。
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