奶牛围产期会经历一系列的生理变化。由于干物质采食量降低和产后泌乳能量需求增加,导致奶牛机体进入能量负平衡（Negative energy balance,NEB）状态。为了应对NEB,体脂动员释放增加血液中游离脂肪酸（Nonestesterified fatty acid,NEFA）,大量的NEFA进入肝脏,在肝脏内不完全氧化生成酮体[β-羟丁酸（β-Hydroxybutyric acid,BHB）、乙酰乙酸和丙酮],导致奶牛酮病。因此,酮病的病因与NEB严重程度有关。酮病奶牛表现出严重的代谢应激和免疫功能障碍,使其更容易受到感染。先天免疫细胞是免疫功能的基本单位,在奶牛抵抗感染方面发挥着重要作用。单核细胞是白细胞的主要亚型之一,在针对感染的先天免疫防御中发挥重要作用。目前尚不清楚单核细胞的免疫功能受酮病影响的程度,以及酮体主要代谢物BHB是否对单核细胞免疫功能有直接的作用。为了研究酮病奶牛血液单核细胞免疫功能和NLRP3炎症小体通路的变化。在体内研究中,本研究通过采集健康奶牛和酮病奶牛各12头的血液,采用磁珠法分离血液中CD14+单核细胞和血浆样本。检测健康奶牛和酮病奶牛血液单核细胞中免疫功能、线粒体功能和核苷酸结合寡聚化结构域,富亮氨酸重复序列和含pyrin结构域3（Nucleotide-binding oligomerization domain,leucine-rich repeat and pyrin domain-containing 3,NLRP3）炎症小体通路的表达变化。结果表明,酮病奶牛血液中BHB和NEFA浓度较高,而血液葡萄糖浓度和干物质采食量较低,说明酮病奶牛存在严重的NEB并启动脂肪动员。酮病奶牛血液中单核细胞粘附能力,迁移能力和吞噬能力降低。上述结果表明单核细胞的免疫功能受损。酮病奶牛CD14+单核细胞凋亡,ROS含量和线粒体膜电位显著增高。酮病奶牛单核细胞NLRP3炎症小体相关蛋白:酮病奶牛单核细胞NLRP3,半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1（Cysteinyl aspartate specific proteinase 1,caspase1）,白介素1β前体（pro-Interleukin 1β,pro-IL1β）和IL-1β（p17）蛋白表达显著升高,而NADPH氧化酶2（NADPH oxidase 2,NOX2）蛋白表达显著降低。酮病奶牛血液中促炎因子IL1β的水平显著高于健康奶牛。酮病奶牛单核细胞线粒体功能相关蛋白表达降低。以上研究结果证实,酮病奶牛CD14+单核细胞表现出线粒体功能损伤,免疫功能抑制和NLRP3炎症小体通路被激活。为了研究BHB刺激对CD14+单核细胞NLRP3炎症小体和吞噬功能的影响。通过培养提取产后健康奶牛血液中CD14+单核细胞并进行培养,添加3.0 mM BHB分别刺激0、6、12、24 h。结果显示,随着BHB刺激时间的增加,单核细胞吞噬能力显著降低,而ROS含量,细胞凋亡和线粒体膜电位增加。NLRP3,caspase1和IL1β（p17）的蛋白表达升高,而NOX2蛋白表达降低。此外,随着BHB刺激时间的增加,线粒体功能相关蛋白PGC-1α,TFAM和NRF1蛋白表达降低。结果表明,高浓度BHB增加单核细胞中NLRP3通路相关蛋白的表达,促进氧化应激和细胞凋亡,并抑制单核细胞的吞噬能力。为了研究BHB刺激对ROS-NLRP3对单核细胞吞噬功能的作用机制。通过提取产后健康奶牛血液中CD14+单核细胞并进行培养,转染沉默NLRP3小干扰RNA或NLRP3特异性抑制剂MCC950,并添加3.0 m M BHB刺激24 h。结果显示,沉默NLRP3缓解了BHB诱导的单核细胞吞噬功能下降。为了验证ROS与NLRP3炎症小体的关系。接下来通过抑制细胞内ROS清除剂（NAC）和线粒体ROS清除剂（mito TEMPO）,并添加3.0m M BHB刺激24h。结果显示,清除胞内ROS的含量或清除线粒体ROS可以抑制NLRP3蛋白的表达,并缓解了BHB诱导的吞噬功能下降。结果表明,清除线粒体ROS可以降低由BHB诱导的NLRP3表达,继而缓解吞噬功能的抑制。综上所述,酮病奶牛血液中高浓度BHB引起单核细胞氧化应激,其通过激活NLRP3炎症小体,进而抑制其吞噬能力。从而诱导奶牛单核细胞的细胞功能障碍,最终导致酮病奶牛发生免疫抑制。