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奶牛子宫内膜炎是奶牛分娩后最常见的子宫疾病,是导致奶牛繁殖力下降的主要疾病之一,其子宫微环境的稳定对胚胎的正常发育非常重要,同时该稳态的维持与子宫内膜疾病的发生及患病后的用药治疗效果密切相关。研究表明,前列腺素E2(PGE2)在调节子宫内膜修复和炎症过程中发挥了重要的作用。因此,本研究深入探讨既作为生殖生理活性物质又是炎症介质的PGE2对细菌性奶牛子宫内膜炎病程的影响及组织损伤调控机制的研究,为PGE2制剂有效治疗细菌性奶牛子宫内膜炎奠定理论基础。本研究的主要研究内容包括以下五个方面:(1)体外培养奶牛子宫内膜组织并建立大肠杆菌感染组织模型基于奶牛子宫内膜组织体外培养的方法,分别采用不同浓度的致病性大肠杆菌感染体外培养的奶牛子宫内膜组织,并用H&E染色方法评价组织损伤情况,ELISA方法检测组织培养液上清中促炎性细胞因子IL-1β和IL-6及炎症介质PGE2的分泌,RT-qPCR方法检测IL-1β和IL-6 mRNA表达的变化。结果表明:与对照组相比,大肠杆菌分别感染奶牛子宫内膜组织12、24 h后,子宫内膜上皮细胞细胞脱落、坏死、崩解,并且大肠杆菌显著提高奶牛子宫内膜组织中促炎性细胞因子IL-1β和IL-6的表达及炎症介质PGE2的分泌。(2)大肠杆菌感染体外培养的奶牛子宫内膜组织后研究其PGE2合成的影响为了确定大肠杆菌如何调节奶牛子宫内膜组织中PGE2的生成,本试验用COX-2 抑制剂(CAY10404 和 NS398)和 mPGES-1抑帝制剂(MK886 和 MF63)处理大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织,应用RT-qPCR、Western blot及ELISA方法检测组织中磷脂酶(PLA2)、花生四烯酸(AA)、PGE2合成酶(COX-2和mPGES-1)、PGE2和白三烯(CysLT)mRNA的表达和分泌。结果表明:与对照组相比,大肠杆菌显著增加奶牛子宫内膜组织中PLA2、COX-2和mPGES-1 mRNA和蛋白的表达及AA、PGE2和CysLT的分泌,而COX-2和mPGES-1抑制剂能够显著抑制这种增加效应;另外,PGE2降解酶(15-PGDH)抑制剂(SW033291和100073)能够显著促进大肠杆菌感染的子宫内膜组织中PLA2、AA、PGE2和CysLT的分泌,但PGE2受体-EP4受体抑制剂(SW033291)和PKA信号通路抑制剂(H89)能够显著降低15-PGDH抑制剂这种促进效应。(3)PGE2-EP4/PKA途径对大肠杆菌感染的子宫内膜组织中促炎性细胞因子表达影响的研究本试验通过RT-qPCR和ELISA方法检测COX-2、mPGES-1、15-PGDH、EP4和PKA抑制剂对大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、NOS2、PTAFR和MMP-2表达的影响。结果表明:与对照组相比,大肠杆菌显著促进子宫内膜组织中上述促炎性细胞因子的表达与分泌,而COX-2和mPGES-1抑制剂显著降低大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中促炎性细胞因子的表达和分泌;另外,15-PGDH抑制剂显著促进大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中促炎性细胞因子的表达和分泌,但EP4受体抑制剂和PKA抑制剂显著降低15-PGDH抑制剂这种促进效应。(4)PGE2合成酶抑制剂对大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中趋化因子mRNA表达影响的研究采用RT-qPCR方法检测COX-2和mPGES-1抑制剂对大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中趋化因子CXCL1、CXCL2、CXCL3和CXCL5 mRNA表达的影响。结果表明:与对照组相比,大肠杆菌感染显著增加奶牛子宫内膜组织中趋化因子mRNA的表达量,而COX-2和mPGES-1抑制剂处理后显著降低大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中趋化因子的表达。(5)PGE2-EP4/PKA途径对大肠杆菌感染的子宫内膜组织损伤因子表达影响的研究为评价PGE2对大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织所致的炎症性损伤,本试验用 RT-qPCR、Western blot 和免疫荧光方法检测 COX-2、mPGES-1、15-PGDH、EP4和PKA抑制剂处理的大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织中损伤因子HMGB-1和HABP1的表达,及H&E染色方法观察组织形态。结果表明:与对照组相比,大肠杆菌显著促进奶牛子宫内膜组织中损伤因子的表达,并且子宫内膜上皮细胞脱落、溶解,腺体结构被破坏;另外,15-PGDH抑制剂显著增加大肠杆菌感染的子宫内膜组织中损伤因子的表达,子宫内膜上皮细胞全部脱落、溶解,腺体结构被破坏。但COX-2和mPGES-1抑制剂及EP4和PKA抑制剂显著降低大肠杆菌感染和15-PGDH抑制剂与大肠杆菌共同处理的奶牛子宫内膜组织中损伤因子的表达,部分子宫内膜上皮细胞脱落、溶解,腺体结构被破坏。上述各研究结果提示,大肠杆菌感染可引起奶牛子宫内膜组织中PGE2的蓄积,并且通过EP4/PKA途径调控炎性细胞因子、趋化因子和组织损伤因子的表达加剧大肠杆菌感染的奶牛子宫内膜组织的炎症性损伤。