大肠杆菌诱导奶牛乳腺成纤维细胞MMP-2、MMP-9和uPA系统表达的研究

摘要

通过研究大肠杆菌(E.coli)作用奶牛乳腺成纤维细胞(BMFBs)后对基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、MMP-9和uPA系统(uPA/uPAR/PAI-1)表达的影响,以进一步阐明MMPs和uPA系统在调控细胞外基质(ECM)代谢中的作用.本研究从患乳腺炎的奶牛乳腺中分离E.coli,制成热灭活的E.coli菌液,采用不同浓度的热灭活E.coli菌液(1×105 cfu/mL、1×106 cfu/mL、1×108 cfu/mL)作用于BMFB,于作用后不同时间点(6 h、12 h、24 h、48 h)通过RT-qPCR和western blot检测MMP-2、MMP-9、uPA、uPAR和PAI-1 mRNA的转录水平和蛋白的表达水平,采用明胶酶谱法检测MMP-2和MMP-9的酶活性.结果显示,MMP-2和MMP-9 mRNA的转录水平与对照组相比均有不同程度的升高趋势,且显著变化趋势集中在作用后24 h(p<0.001),其中MMP-2蛋白的表达水平与对照组相比主要呈先下降后升高再下降的趋势,但在作用后12 h极显著下降(p<0.001),在作用后24 h极显著升高(p<0.001);MMP-9蛋白的表达水平与对照组相比主要呈先升高后下降再升高的趋势,在作用后6 h和48 h极显著升高(p<0.01);明胶酶谱法检测MMP-2的酶活性良好且在作用24 h活性最高,MMP-9的酶活性较弱.uPA mRNA的转录水平与对照组相比随作用时间延长均呈不同程度的升高趋势,且高浓度处理组差异显著(p<0.01),uPA的蛋白表达水平与对照组相比主要呈先升高后下降再升高的趋势,高浓度处理组在作用24 h和48 h差异显著(p<0.01);uPAR mRNA的转录水平与对照组相比随作用时间延长主要呈升高趋势,高浓度处理组作用差异显著(p<0.01),uPAR蛋白表达水平与对照组相比主要呈先升高后下降的趋势,在作用48 h极显著降低(p<0.001);PAI-1 mRNA转录水平与对照组相比随作用时间延长主要呈升高趋势,高浓度处理组在作用24 h和48 h PAI-1 mRNA转录水平均差异显著(p<0.01),PAI-1蛋白的表达水平与对照组相比主要呈先降低后升高再降低的趋势,在作用12 h和48 h均极显著降低(p<0.01),在作用24 h极显著升高(p<0.001).研究表明,热灭活的E.coli菌液诱导BMFB中MMP-2、MMP-9和uPA系统的表达,激活uPA系统参与调控MMP-2和MMP-9的表达,进而参与降解ECM来影响奶牛乳腺纤维化过程,本研究结果为MMP-2、MMP-9和uPA系统成为治疗奶牛乳腺纤维化的靶点提供了一定的依据.