A Comparison of Thyroid Function in DBA/2J and C57BL/6J Mice
Authors: Sawitzke Arleen L. , Barlow Carrolee , Kemp John W. , Woodbury Dixon M. 
Published: November 2007

Summary: DBA/2J mice exhibit audiogenic seizure susceptibility (AGSS) and lower electroshock seizure thresholds compared with C57BL/6J mice. Thyroid function, including thyroxine (T4), 3,5,3′‐triiodothyronine (T3), and thyrotropin (TSH) concentrations, T4/T3 ratio, and iodide uptake, of DBA and C57 mice were compared. Thyroid function was also assessed in relation to AGSS and severity in DBA mice. DBA mice have a larger thyroidal pool of iodide due to increased iodide uptake and possibly decreased release, but not to an increased organification rate. This increased iodide uptake exists until about 40 days of age. DBA mice also have a decreased radiochlo‐ride space and increased thyroid Weight, indicative of enhanced TSH activity. The DBA mice show high T4 and TSH concentrations and a high T4/T3 ratio between the ages of 20 and 40 days. Beginning at 40 days of age the DBA mice have high T4, TSH, and T3 concentrations leading to a T4/T3 ratio approximating the C57 ratio. At any age, DBA mice demonstrating clonic/tonic seizures in response to auditory stimulation have hormone concentrations similar to their 21‐day‐old counter‐ parts with seizures. Mice that show decreased response to auditory stimulation have hormone concentrations similar to the older age group. The increased thyroid activity of DBA mice is the result of enhanced TSH secretion. The increased TSH production is due to adaptations corresponding to the different age and AGSS. A decreased conversion of T4 to T3 by 3,3,5′‐monodeiodinase, is responsible for the increase in TSH due to loss of T3 negative feedback on the anterior pituitary gland. By 40 days of age, the Type 15′‐deiodinase matures whereas the brain deiodinase activity remains subnormal. Therefore, even though the body has sufficient T3, the brain does not, accounting for the high T4, T3, and TSH concentrations post‐40 days. The evidence suggests that the increased seizure susceptibility and varying patterns are influenced by the relative amounts of T4 and T3 in the brain. These amounts are dependent on the activity of the 5′‐monodeiodinase.RÉSUMÉPar comparison avec les souris C57BL/6, les souris DBA/2 présentent une predisposition aux crises audiogéniques (PCA) et un abaissement du seuil critique à l'électrochoc. La fonction thyroïdienne (taux de thyroxine (T4), 3–5‐3′‐triiodothyronine (T3) et thyrotropin (TSH), rapport T4/T3, captation de l'iode) a été comparée dans ces deux souches. La relation entre fonction thyroïdienne et PCA et sévérité de l'atteinte a étéétudiée chez les souris DBA/2. Les souris DBA ont un pool iodé thyroïdien augmenté, par augmentation de la captation d'iode et peut‐être par diminution de la libération, mais pas par augmentation du taux d'organification. L'augmentation de la captation d'iode existe jusqu'à l'âge de 40 jours. Les souris DBA présentent aussi une diminution de l'espace chrore et une augmentation de poids de la thyroïde, ce qui témoigne d'une augmentation d'activité TSH. Les souris DBA ont des concentrations de T4 et de TSH élévens ainsi qu'un rapport T4/T3 élevé entre les âges de 20 et de 40 jours. Après l'âge de 40 jours, les souris DBA présentent une élévation plus homogène des taux de T4, TSH et T3, avec un rapport T4/T3 qui se rapproche de celui des souris C57BL. A tous âges, les souris DBA présentant des crises tonicocloniques en réponse aux stimuli auditifs ont des concentrations hormonales similaires à leurs congénères de 21 jours avec crises. Les souris qui présentent une diminution de la réponse aux stimulations auditives ont des concentrations hormonales semblables à celles du groupe plus àgé L'augmentation d'activité thyroïdienne des souris DBA résulte d'une augmentation de secrétion de la TSH. L'hyperproduction de TSH est adaptative, liée à la différence d'àge et à la PCA. Un déficit de conversion de T4 en T3 par la 3,5,3′,5′‐monodéiodase est responsable de l'augmentation de TSH par le biais d'une perte du rétrocontrocle négatif exercé par la T3 sur l'antéhypophyse. Vers l'âge de 40 jours, la 5′‐déiodase de type I arrive à maturité tandis que l'activité déiodase cérébrale reste abaissée: malgré une T3 périphérique suffisante, le cerveau continue à en manquer, ce qui explique l'élévation de T3, T4 et TSH après J40. Ceci suggère que augmentation de la susceptibilité aux crises et ses variations sont influencées par le contenu relatif du cerveau en T4 et T3. Ce contenu est sous la dépendance de la 5′‐monodéiodase.RESUMENLos ratones DBA/2J muestran una susceptibilidad para los ataques audiogénicos (AGSS) y unos umbrales más bajos para los ataques producidos por electroshock comparándolos con los ratones C57BL/6J. Se han comparado la función tiroidea, incluyendo la tiroxina (T4), la 3,5,3′‐Triiodotironina (T3) y las con‐centraciones de Tirotropina (TSH), la relación T4/T3 y la capta‐ción de iodo entre los ratones DBA y los C57. También se ha determinado la función tiroidea en relación con la AGSS y la severidad en los ratones DBA. Los ratones tienen un acúmulo tiroideo más amplio de iodo debido a un incremento de la captatión de iodo y, posiblemente, a una reducción de su liberatión pero no a un incremento de la tasa de organificación. Este incremento de la captación de iodo se observa hasta los 40 días de edad aproximadamente. Los ratones DBA también tienen una reductión del espacio de radiocloruro y un incremento del peso de sus glandulas tiroideas lo que indica un incremento de la actividad de TSH. Los ratones DBA muestran un nivel alto de T4/T3 y de las concentraciones de TSH y una relatión T4/T3 elevada entre los 20 y los 40 días de edad. A partir de los 40 días de edad los ratones DBA tienen concentraciones elevadas de T4, TSH y T3 lo que produce una relación T4/T3 que se aproxima a la relatión de los C57. A cualquier edad los ratones DBA que muestran ataques clónico/tónicos en respuesta a la estimulación auditiva, tienen concentraciones hormonales semejantes a los ratones de 21 días de edad con ataques. Los ratones que muestran una respuesta disminuida a la estimulación auditiva tienen concentraciones hormonales semejantes a los del grupo de edades más avanzadas. El incremento de la actividad tiroidea de los ratones DBA es el resultado de una acentuación de la secre‐cién de TSH. El incremento de la producción de TSH es debida a adaptaciones que corresponden a las diferentes edades y a la AGSS. La disminución de la conversión de T4 a T3, por acción de la 3,3,5′‐monodeiodinasa es responsable del incremento de la TSH debido a una pérdida de la retroinformación negativa de la T3 sobre la porción anterior de la glandula pituitaria. A los 40 días de edad el Tipo I 5′‐deiodinasa madura, mientras que la actividad cerebral de deiodinasa permanece subnormal. Por esta razón, incluso si el organismo tiene suficiente T3, el cerebro no la posee lo que explica la elevación de las concentraciones de T4, T3, y TSH a partir de los 40 dfas. Esta evidencia sugiere que el incremento de la susceptibilidad para ataques y la yariabilidad de los patrones están influenciados por las cantidades relativas de T4 y T3 en el cerebro. Estas cantidades dependen de la actividad de la 5′‐monodeiodinasa.ZUSAMMENFASSUNGDBA/2 Mäuse zeigen eine Neigung zu audiogenen Anfällen (AGSS) und niedrigen Elektroschock‐Krampfschwellen als C57 BL/6 Mäuse. Die Schilddrüsenfunktion (Thyroxin (T4), 3,5,3′‐Triiodothyronin (T3) und Thyrotropin (TSH) Konzentrationen, T4/T3 Verhältnis sowie Jodaufnahme) wurde zwischen beiden Mäusen verglichen. Die Schilddrüsenfunktion wurde zu‐sätzlich in Beziehung zu den audiogenen Anfällen und ihrem Schweregrad bei den DBA‐Mäusen verglichen. DBA‐Mäuse haben einen größeren Schilddrüsenpool von Jod aufgrund einer erhöhten Jodaufnahme und möglicherweise verringerten Abgabe, jedoch nicht aufgrund einer erhöhten Einbaurate. Die erhöhte Jodaufnahme besteht bis zu einem Alter von ca. 40 Tagen. Zusätzlich haben DBA‐Mäuse ein Verringertes Radiochlor‐Volumen und ein erhöhtes Schilddrüsengewicht, was auf eine erhöhte TSH‐Aktivität hinweist. DBA‐Mäuse zeigen hohe T4‐und TSH‐Konzentrationen und hohe T4/T3 in einem Alter zwischen 20 und 40 Tagen. Ab einem Alter von 14 Tagen haben DBA‐Mäuse hohe T4‐ TSH‐ und T3 Konzentrationen, die zu einem T4/T3‐Verhältnis führen, ähnlich wie bei C57‐Mäusen. DBA‐Mäuse mit tonisch‐klonischen Anfällen auf audiogene Stimulation hin haben in jedem Alter Hormonkonzentrationen, die denen von 21 Tage, alten Vergleichstieren mit Anfällen en‐tsprechen. Mäuse mit einer verringerten Reaktion auf Auditorische Stimulation haben Hormonkonzentrationen wie bei älteren Tieren. Die erhöhte Schilddrüsenaktivitat von DBA‐Mäusen resultiert aus einer erhöhten TSH‐Sekretion. Die erhöhte TSH‐Produktion ist die Folge von Anpassungsphänomenen verschiedener Altersgruppen und Empfindlichkeit auf audiogene Anfälle. Eine herabgesetzte Umwandlung von T4 nach T3 durch 3, 3,5′‐Monodeiodinase ist für den Anstieg von TSH verantwortlich aufgrund eines herabgesetzten negativen T3‐Feedback in der Hypophyse. Im Alter von 40 Tagen ist die Typt I 5′ Deiodinase ausgereift, während die Gehirn‐Deiodinase‐Aktivität subnormal bleibt. Somit enthält das Gehirn nichtgenügend T3 trotz ausreichendem T3‐Gehalt im übrigen Körper, was zu hohen T4‐, T3‐ und TSH‐Konzentrationen nach dem 40. Tag führt. Diese Ergebnisse legen nahe, daC die erhöhte Anfalls‐bereitschaft und die unterschiedlichen Ausdrucksformen durch die relativen Konzentrationen von T4 und T3 im Gehirn beein‐flusst sind. Diese sind unabhängig von der S'‐Monodeiodinase‐Aktivität.