精氨酸对脂多糖诱发泌乳奶牛炎性反应的缓解作用及其分子机制

摘要

高精料诱发的奶牛瘤胃酸中毒（SARA）会导致瘤胃异常代谢产物脂多糖(LPS)大量产生并移位至循环血液，引起机体炎性反应，进而影响奶牛健康及牛奶品质。本文通过LPS刺激模拟SARA诱发奶牛炎性反应的状态，然后采用颈静脉血插管和体外细胞试验相结合的方法研究精氨酸(Arg)对LPS诱发泌乳奶牛炎性反应的缓解作用及其分子机制，为调控SARA提供理论方法。研究主要包括两部分:
　　试验一采用有重复4×4拉丁方设计，研究精氨酸对LPS诱发泌乳奶牛炎性反应的缓解作用。选用8头健康的泌乳中后期荷斯坦奶牛，随机分为4组:对照组(Con)、精氨酸组（Arg）、脂多糖组(LPS)、精氨酸+脂多糖组（Arg+ LPS），分别从颈静脉灌注生理盐水、18 g/d Arg、0.2μg/kg/d LPS、18 g/d Arg+0.2μg/kg/d LPS。试验分4期进行，每期15天(5天灌注期，10天恢复期)。结果表明:1）灌注LPS显著增加了IL-1β、IL-6、TNF-α、脂多糖结合蛋白(LBP)、白细胞数(WBC)、谷草转氨酶(AST)的含量及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性(P＜0.05)，补充Arg显著降低IL-1β含量及iNOS活性(P＜0.05)，IL-6、TNF-α、脂多糖结合蛋白(LBP)白细胞数(WBC)、谷草转氨酶(AST)的含量都有降低的趋势(P＜0.1);2)LPS显著增加丙二醛(MDA)含量、降低谷胱甘肽过氧化氢酶(GSH-PⅩ)活性及总抗氧化能力(T-AOC)(P＜0.05)，补充精氨酸能缓解这一趋势，但只有GSH-PⅩ差异显著(P＜0.05);3)LPS显著降低了Gly、Arg、Ala、Val、Leu、Ile、Lys、Met、Phe及总游离氨基酸(TFAA)含量(P＜0.05)，补充精氨酸显著增加了Gly、Leu、Ile、Phe及TFAA含量(P＜0.05)，Arg、Ala、Val、Lys、Met有不同程度的增加，但差异不显著(P＞0.05);4)灌注LPS显著降低奶牛干物质采食量(DMI)、产奶量、乳脂率及αS1酪蛋白（αS1-CN）、αS2-CN、β-CN及总酪蛋白含量(P＜0.05)，显著增加乳清蛋白含量及体细胞数(SCC)(P＜0.05)，补充精氨酸后DMI、产奶量、乳脂率及总酪蛋白含量显著增加(P＜0.05)，乳清蛋白含量及体细胞数显著降低(P＜0.05)，其他指标都差异不显著(P＞0.05)。结果表明精氨酸能在一定程度上缓解及调节炎性反应。
　　试验二通过LPS刺激奶牛乳腺上皮细胞建立炎症模型，研究精氨酸缓解乳腺细胞炎性反应的分子机制。将二代奶牛乳腺上皮细胞分成4组:Con组、Arg组、LPS组、Arg+LPS组，分别用DMEM/F12、10μg/mL精氨酸、100μg/mL LPS、10μg/mL Arg+100μg/mL LPS处理12h。结果表明:1）精氨酸降低了LPS诱导上升的IL-1β、IL-6、TNF-α和iNOS及NO含量(P＜0.05)。精氨酸能缓解NF-κB的过表达、上调mTOR信号通路(P＜0.05)，但不改变TLR4的表达(P＞0.05);2)精氨酸加强LPS诱导降低的β-CN和总酪蛋白合成。结果表明，精氨酸能通过抑制NF-κB信号通路及NO信号通路来有效缓解和调节LPS刺激奶牛乳腺上皮细胞诱导的炎性反应。另外，精氨酸还通过PI3K/AKT/mTOR通路对炎性反应起调节作用。

目录

论文说明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1 研究目的和意义

2 国内外研究现状

2．1 奶牛高精料日粮结构与瘤胃酸中毒

2．2 瘤胃异常代谢产物脂多糖概述

2．3 瘤胃异常代谢产物脂多糖对奶牛的危害

2．4 控制奶牛脂多糖产生和不良影响的措施

2．5 精氨酸免疫调节的研究进展

3 试验假设与研究内容

4 技术路线图

第二章 试验研究

试验一 精氨酸对脂多糖诱发泌乳奶牛炎性反应的缓解和免疫调节作用

1 研究目的

2 材料与方法

3 试验结果

4 讨论

5 小结

试验二 精氨酸缓解奶牛乳腺细胞炎性反应的免疫调节分子机制

1 研究目的

2 材料与方法

3 试验结果

4 讨论

5 小结

第三章 全文讨论和结论

全文讨论

全文结论

本文创新点

有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文

声明