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奶牛子宫内膜炎是奶牛产后常见的子宫疾病,可引起奶牛产后子宫复旧延迟、不孕和泌乳量下降,使淘汰率增加,对奶牛产业造成巨大的经济损失。大肠杆菌是一种革兰氏阴性菌,是奶牛产后子宫内膜炎的主要致病菌;孕酮(P4)可抑制奶牛子宫免疫应答,但对发生细菌感染的子宫内膜的具体作用机制尚未有报道。为了深入探究孕酮对产后大肠杆菌性奶牛子宫内膜炎的影响机制,本研究以同为反刍动物的山羊为模型,将12只健康雌性空怀奶山羊随机分为4组,即对照组、孕酮组、大肠杆菌组、大肠杆菌+孕酮组。在产后两个月,孕酮组和孕酮+大肠杆菌组山羊接受孕酮(1 mg/kg,肌注)预处理3天,并持续注射孕酮至试验结束。预处理3天后,大肠杆菌组和孕酮十大肠杆菌组的山羊子宫腔内接种大肠杆菌10mL(109cfu/mL),对照组和孕酮组灌注生理盐水10mL。分别于灌注大肠杆菌、生理盐水后的Oh(灌注前)、2h、6h、10h、16 h、24 h、36 h、48 h做宫腔镜检查,同时采集外周血、子宫分泌物和子宫内膜,观察外周血WBC和子宫分泌物PMN%的变化、子宫内膜组织结构变化、子宫内膜组织中MAPK和NF-κB信号通路的关键蛋白变化以及TLR4和IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α等炎性因子基因表达的变化。试验结果如下:(1)体温、呼吸频率和心率:与对照组相比,大肠杆菌组在2 h～16 h体温下降(p<0.01),呼吸频率和心率分别在2h～16h,48h和2h～48 h加快(p<0.05)。与大肠杆菌组相比,孕酮+大肠杆菌组在接菌后在6 h～16 h体温升高(p<0.01),呼吸频率和心率分别在 6h、10h 和 2～48h降低(p<0.05)。(2)山羊外周血WBC数目:与对照组相比,孕酮组在接菌后Oh、16 h和36 h下降(p<0.05);大肠杆菌组在接菌后10h和16h升高(p<0.01)。与大肠杆菌组相比,孕酮+大肠杆菌组在接菌后10h、16h和36h下降(p<0.05)。(3)山羊子宫内膜红肿与出血情况:与对照组相比,孕酮组在接菌后10 h、16 h和24 h较轻微,大肠杆菌组在接菌后2 h～48 h较严重,出血点较多;与大肠杆菌组相比,大肠杆菌+孕酮组在接菌后10 h～48 h较轻微,出血点较少。(4)山羊子宫分泌物的PMN%变化:与对照组相比,孕酮组在接菌后6 h～48 h下降(p<0.05),大肠杆菌组在接菌后2h、6h和48h升高(p<0.05);与大肠杆菌组相比,孕酮+大肠杆菌组在接菌后6h和48h下降(p<0.05)。(5)山羊子宫内膜组织病理学变化:与对照组相比,大肠杆菌组在接菌后2h～36h内膜柱状上皮细胞脱落,在2 h和36 h有大量PMN和淋巴细胞浸润;在10～24 h组织内细胞成分较少、结缔组织疏松。与大肠杆菌组相比,大肠杆菌+孕酮组在接菌后内膜柱状上皮细胞未发生明显脱落;组织间有少量PMN与淋巴细胞浸润;在10 h、16 h和24 h组织内细胞成分较多、结缔组织连接较紧密。(6)山羊子宫内膜TLR4和炎性细胞因子的基因mRNA相对表达量变化:与对照组相比,孕酮组山羊的IL-6的mRNA表达量在6h、10h和36h降低(p<0.05),IL-8的mRNA表达量在36 h降低(p<0.05),TNF-α的mRNA表达量在0 h、2 h和36 h降低(pp<0.05);大肠杆菌组,TLR4的mRNA表达量在10h～48h升高(p<0.05),IL-1β的mRNA表达量2h～10h、24h、36h和48h升高(P<0.05),IL-6的mRNA表达量在6h～36h升高(p<0.01),IL-8 的 mRNA 表达量 2h～36h 升高(pp<0.05),TNF-α 的 mRNA 表达量在10 h～36 h升高(p<0.01)。与大肠杆菌组相比,孕酮+大肠杆菌TLR4的mRNA表达量在16h、24h和36h降低(p<0.05),IL-1β的mRNA的表达量在10h和24h降低(p<0.01),IL-6的mRNA表达量在6h～36h降低(p<0.05),IL-8的mRNA表达量在6h～36h降低(p<0.05),TNF-α 的 mRNA 表达量在 10h～24h降低(p<0.05)。(7)山羊子宫内膜JNK、Erk、p38和NF-κB的磷酸化水平的变化:与对照组相比,孕酮组JNK的磷酸化水平除Oh和10h外,其它时间点均升高(p<0.01),Erk的磷酸化水平在2h～48h降低(P<0.01),p38的磷酸化水平在孕酮预处理后升高(P<0.05),p65磷酸化水平在2h降低(p<0.01);大肠杆菌组中,JNK、Erk、p38和NF-κB的磷酸化水平在注菌后均升高(p<0.01)。与大肠杆菌组相比,孕酮+大肠杆菌组山羊的JNK和Erk磷酸化水平在2h～48h降低(p<0.01);p38磷酸化水平在36h降低(pp<0.01)。p65磷酸化水平2h、10h和36h降低(p<0.05)。由此可见,空怀奶山羊子宫灌注大肠杆菌后可发生急性子宫内膜炎,导致体温、呼吸频率和心率异常改变、外周血WBC增多、子宫分泌物PMN%升高、子宫组织结构发生病理性变化、MAPK和TLR4/NF-KB信号通路蛋白及其下游炎性细胞因子表达量升高;孕酮可通过抑制MAPK和TLR4/NF-KB信号通路的激活,下调下游炎性细胞因子的表达等参与子宫先天免疫应答,抑制炎症反应。