参考答案：C

解析：

下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素，垂体分泌促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素。而甲状腺激素对下丘脑和垂体有负反馈作用，当甲状腺激素分泌过多时，会抑制促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌，进而减少甲状腺激素的分泌；则促甲状腺激素作用的靶细胞是甲状腺细胞；故选C。

考点：本题考查甲状腺激素的分级调节的相关知识，突出理解、分析和推理能力的培养。