Regulation of Microglial Development: a novel Role for Thyroid Hormone

Expression of TR by cultured microglial cells
Histological analyses of developing hypothyroid and hyperthy-
roid rats indicated that thyroid hormone regulates growth and
morphological differentiation of microglia. The possible direct
influences of thyroid hormone on this cell population were inves-
tigated using cultures of purified microglial cells derived from
developing cerebral cortex and striatum. These cells, freshly har-
vested from primary glial cultures, had an ameboid phenotype
and expressed the ED1 antigen (The´ry et al., 1991).
The expression of TR
␣ and TR␤ genes in microglial cultures
was analyzed by reverse transcription (RT)-PCR. In addition to
the three transcripts (TR
␣1, TR␤1, TR␤2) encoding isoforms
that bind T3, we examined two closely related TR
␣ splice variants
collectively designated TR
␣2. These variants give rise to isoforms
that do not bind T3, but they are expressed at high levels in the
developing brain (Lazar et al., 1988; Mitsuhashi et al., 1988a;
Strait et al., 1990). As illustrated in Figure 6A, TR
␣1 mRNA and
TR
␤1 mRNA, but not TR␤2 or TR␣2 transcripts, were detected
in microglia kept in vitro for up to 24 hr after purification from
primary glial cultures. This pattern of expression was observed
regardless of the presence of T3 or FCS in the culture medium
(data not shown). Figure 6 shows that TR
␣1, TR␣2, and TR␤1 or
TR
␤2 mRNA were clearly detected in adult cerebral cortex or in
pituitary extracts used as positive controls (Hodin et al., 1989;
Puymirat, 1992). Microglial expression of TR
␣ and TR␤ was
demonstrated by immunocytochemical detection of the proteins
(Fig. 6C,E) using antibodies raised against rat TR
␣ or rat TR␤,
previously used to detect TR gene products in other CNS cell
types (Baas et al., 1994; Carre´ et al., 1998). Counterstaining of
the cells using isolectin B4 showed clearly that virtually all amoe-
boid microglial cells expressed both TR
␣ and TR␤ and that the
receptors were preferentially located in the cell nuclei (Fig. 6B–
E). Similar staining was also obtained with commercially available
antibodies raised against chicken TR
␣ or human TR␤1 proteins
that cross-react with the rodent isoforms, and the microglial
expression of TR
␣ and TR␤ proteins was confirmed by Western
blots (data not shown).
Figure 4. Microglial cells in the fore-
brain of euthryoid (A, C, E) and hypothy-
roid rats (B, D, F ) at P10. A, B, Cingulate
cortex. C, D, Medial part of the corpus
callosum; asterisks label the bottom of the
interhemispheric scissura. E, F, Septal nu-
clei; peroxidase staining with isolectin B4.
Arrowheads and small arrows point to
blood vessels and microglial cell bodies,
respectively. Overall, microglial cell pro-
cesses are shorter in hypothyroid rats.
Scale bar, 100
␮m.
Lima et al.
•
Thyroid Hormone Stimulates Microglial Growth
J. Neurosci., March 15, 2001, 21(6):2028–2038 2033

---