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Martínez-Hernández R, Sánchez de la Blanca N, Sacristán-Gómez P, Serrano-Somavilla A, Muñoz De Nova JL, Sánchez Cabo F, Heyn H, Sampedro-Núñez M, Marazuela M. Unraveling the molecular architecture of autoimmune thyroid diseases at spatial resolution. Nat Commun 2024; 15:5895. [PMID: 39003267 PMCID: PMC11246508 DOI: 10.1038/s41467-024-50192-5] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/08/2023] [Accepted: 06/25/2024] [Indexed: 07/15/2024] Open
Abstract
Autoimmune thyroid diseases (AITD) such as Graves' disease (GD) or Hashimoto's thyroiditis (HT) are organ-specific diseases that involve complex interactions between distinct components of thyroid tissue. Here, we use spatial transcriptomics to explore the molecular architecture, heterogeneity and location of different cells present in the thyroid tissue, including thyroid follicular cells (TFCs), stromal cells such as fibroblasts, endothelial cells, and thyroid infiltrating lymphocytes. We identify damaged antigen-presenting TFCs with upregulated CD74 and MIF expression in thyroid samples from AITD patients. Furthermore, we discern two main fibroblast subpopulations in the connective tissue including ADIRF+ myofibroblasts, mainly enriched in GD, and inflammatory fibroblasts, enriched in HT patients. We also demonstrate an increase of fenestrated PLVAP+ vessels in AITD, especially in GD. Our data unveil stromal and thyroid epithelial cell subpopulations that could play a role in the pathogenesis of AITD.
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Affiliation(s)
- Rebeca Martínez-Hernández
- Department of Endocrinology and Nutrition Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER GCV14/ER/12), Madrid, Spain.
| | - Nuria Sánchez de la Blanca
- Department of Endocrinology and Nutrition Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER GCV14/ER/12), Madrid, Spain
| | - Pablo Sacristán-Gómez
- Department of Endocrinology and Nutrition Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER GCV14/ER/12), Madrid, Spain
| | - Ana Serrano-Somavilla
- Department of Endocrinology and Nutrition Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER GCV14/ER/12), Madrid, Spain
| | - José Luis Muñoz De Nova
- Department of General and Digestive Surgery, Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Fátima Sánchez Cabo
- Bioinformatics Unit, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), Madrid, Spain
| | - Holger Heyn
- Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), Barcelona, Spain
- Universitat de Barcelona (UB), Barcelona, Spain
| | - Miguel Sampedro-Núñez
- Department of Endocrinology and Nutrition Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER GCV14/ER/12), Madrid, Spain
| | - Mónica Marazuela
- Department of Endocrinology and Nutrition Hospital Universitario de la Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER GCV14/ER/12), Madrid, Spain.
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Gardell AM, von Hippel FA, Adams EM, Dillon DM, Petersen AM, Postlethwait JH, Cresko WA, Buck CL. Exogenous iodide ameliorates perchlorate-induced thyroid phenotypes in threespine stickleback. Gen Comp Endocrinol 2017; 243:60-69. [PMID: 27815158 PMCID: PMC5318228 DOI: 10.1016/j.ygcen.2016.10.014] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/02/2016] [Revised: 10/07/2016] [Accepted: 10/30/2016] [Indexed: 12/25/2022]
Abstract
Perchlorate is a ubiquitous environmental contaminant that has widespread endocrine disrupting effects in vertebrates, including threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus). The target of perchlorate is thyroid tissue where it induces changes in the organization, activation, and morphology of thyroid follicles and surrounding tissues. To test the hypothesis that some phenotypes of perchlorate toxicity are not mediated by thyroid hormone, we chronically exposed stickleback beginning at fertilization to perchlorate (10, 30, 100ppm) or control water with and without supplementation of either iodide or thyroxine (T4). Stickleback were sampled across a one-year timespan to identify potential differences in responses to treatment combinations before and after sexual maturation. We found that most thyroid histomorphological phenotypes induced by perchlorate (follicle proliferation, reduced follicle area (adults only), colloid depletion, thyrocyte hypertrophy (subadults only)) were significantly ameliorated by exogenous iodide supplementation. In contrast, treatment with exogenous T4 did not correct any of the thyroid-specific histopathologies induced by perchlorate. Whole-body thyroid hormone concentrations were not significantly affected by perchlorate exposure; however, supplementation with iodide and T4 significantly increased T4 concentrations. This study also revealed an increased erythrocyte area in the thyroid region of perchlorate-exposed adults, while lipid droplet number increased in perchlorate-exposed subadults. Increased erythrocyte area was ameliorated by both iodide and T4, while neither supplement was able to correct lipid droplet number. Our finding on lipid droplets indicates that exposure to perchlorate in early development may have obesogenic effects.
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Affiliation(s)
- Alison M Gardell
- Department of Biological Sciences, University of Alaska Anchorage, Anchorage, AK 99508, USA
| | - Frank A von Hippel
- Department of Biological Sciences, Northern Arizona University, Flagstaff, AZ 86011, USA.
| | - Elise M Adams
- Department of Biological Sciences, Northern Arizona University, Flagstaff, AZ 86011, USA
| | - Danielle M Dillon
- Center for Bioengineering Innovation & Department of Biological Sciences, Northern Arizona University, Flagstaff, AZ 86011, USA
| | - Ann M Petersen
- Department of Integrative Biology, Oregon State University, Cascades, Bend, OR 97703, USA
| | | | - William A Cresko
- Institute of Ecology and Evolution, University of Oregon, Eugene, OR 97403, USA
| | - C Loren Buck
- Center for Bioengineering Innovation & Department of Biological Sciences, Northern Arizona University, Flagstaff, AZ 86011, USA.
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Sterle HA, Valli E, Cayrol F, Paulazo MA, Martinel Lamas DJ, Diaz Flaqué MC, Klecha AJ, Colombo L, Medina VA, Cremaschi GA, Barreiro Arcos ML. Thyroid status modulates T lymphoma growth via cell cycle regulatory proteins and angiogenesis. J Endocrinol 2014; 222:243-55. [PMID: 24928937 DOI: 10.1530/joe-14-0159] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 1.4] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/19/2022]
Abstract
We have shown in vitro that thyroid hormones (THs) regulate the balance between proliferation and apoptosis of T lymphoma cells. The effects of THs on tumor development have been studied, but the results are still controversial. Herein, we show the modulatory action of thyroid status on the in vivo growth of T lymphoma cells. For this purpose, euthyroid, hypothyroid, and hyperthyroid mice received inoculations of EL4 cells to allow the development of solid tumors. Tumors in the hyperthyroid animals exhibited a higher growth rate, as evidenced by the early appearance of palpable solid tumors and the increased tumor volume. These results are consistent with the rate of cell division determined by staining tumor cells with carboxyfluorescein succinimidyl ester. Additionally, hyperthyroid mice exhibited reduced survival. Hypothyroid mice did not differ significantly from the euthyroid controls with respect to these parameters. Additionally, only tumors from hyperthyroid animals had increased expression levels of proliferating cell nuclear antigen and active caspase 3. Differential expression of cell cycle regulatory proteins was also observed. The levels of cyclins D1 and D3 were augmented in the tumors of the hyperthyroid animals, whereas the cell cycle inhibitors p16/INK4A (CDKN2A) and p27/Kip1 (CDKN1B) and the tumor suppressor p53 (TRP53) were increased in hypothyroid mice. Intratumoral and peritumoral vasculogenesis was increased only in hyperthyroid mice. Therefore, we propose that the thyroid status modulates the in vivo growth of EL4 T lymphoma through the regulation of cyclin, cyclin-dependent kinase inhibitor, and tumor suppressor gene expression, as well as the stimulation of angiogenesis.
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Affiliation(s)
- H A Sterle
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - E Valli
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - F Cayrol
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - M A Paulazo
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - D J Martinel Lamas
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - M C Diaz Flaqué
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - A J Klecha
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - L Colombo
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - V A Medina
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - G A Cremaschi
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaInstituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
| | - M L Barreiro Arcos
- Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaInstituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Pontificia Universidad Católica Argentina (UCA), Av. A. Moreau de Justo 1600, 3er piso, 1107AFF Buenos Aires, ArgentinaCentro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO)CONICET, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaLaboratorio de RadioisótoposFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, ArgentinaArea de InvestigaciónInstituto de Oncología 'Angel H. Roffo', Universidad de Buenos Aires (UBA), CONICET, Buenos Aires, ArgentinaDepartamento de Química BiológicaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina
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