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子宫内膜炎是奶牛产后常见临床疾病,发病率高,极大地损害着奶牛的繁殖性能,对奶牛养殖业造成严重的经济损失。为探究子宫内膜炎奶牛机体自身的分子病理学变化,本研究采用蛋白组学和转录组学技术,分别开展了子宫内膜炎奶牛血浆蛋白组研究、子宫组织蛋白组和转录组研究,构建并利用子宫内膜细胞炎症模型对生物组学研究结果进行了验证。研究结果显示:1.与正常奶牛相比,子宫内膜炎奶牛血浆中出现137个差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs),其中上调表达49个,下调表达88个。生物信息学分析显示,补体-凝血通路相关的DEPs占比最高,约13%。ELISA检测显示,患牛血浆中补体C4、C7、C9,以及活性片段C3a、C5a和Ig G含量都显著高于正常水平。结果表明患牛血液补体-凝血系统被激活,参与奶牛子宫内膜炎病理过程。2.根据组织病理学特征将子宫内膜炎分为轻度子宫内膜炎(M)和重度子宫内膜炎(S)。子宫内膜组织蛋白组学和转录组学研究显示,与正常组相比,M组中有259个DEPs,139个DEGs,S组中有434个DEPs和207个DEGs。DEPs的生物信息学分析显示,M组中补体-凝血通路中是最主要的生物过程;S组中核糖体通路是最主要的生物进程,补体-凝血通路仍是重要的生物进程。DEGs的生物信息学分析显示,两组病例中补体-凝血通路均是最主要的生物进程。进一步分析显示,子宫组织中差异表达的补体蛋白与基因的数量与炎症强度呈正相关,差异表达的凝血蛋白数量也与炎症强度正相关,而其基因表达与子宫内膜炎不相关。结果表明,补体-凝血通路是与子宫内膜炎病理相关的重要生物进程;子宫内膜炎引起患牛子宫内膜组织中补体发生差异表达,但不影响凝血组分的表达,组织中凝血蛋白可能来自血液循环。3.LPS可刺激体外培养的奶牛子宫内膜上皮细胞和基质细胞中补体基因C1QC、C2、C4、C5,补体调节因子基因CFB、CFH、CFD和MCP,以及趋化因子CXCR2、CXCL5的基因表达增多,而不表达趋化因子IL-8;同时补体蛋白组分C3a和C9的表达也增多。结果表明,炎症反应可诱导奶牛子宫内膜细胞补体基因与补体蛋白的表达。作为最先接触病原并与其互作的组织单元,子宫内膜细胞可能通过表达补体蛋白直接杀伤病原菌,并趋化炎症细胞浸润。总之,本研究利用高通量测序技术分别在蛋白和基因表达水平对奶牛子宫内膜炎的血浆和子宫组织的蛋白组和转录组进行了研究,首次报道补体的表达与活化是奶牛子宫内膜炎病理过程中主要的生物进程。研究结果为解读子宫内膜炎的病理机制以及临床防控子宫内膜炎提供了重要的理论依据。