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在猪的养殖生产中,大肠杆菌感染会造成仔猪黄痢、白痢和水肿病,甚至造成僵猪和死亡,这大大增加了养殖户和企业的经济损失。脂质体运载蛋白2（LCN2）是一种急性反应蛋白,在微生物侵染、机体损伤和炎症反应中被显著上调表达。在细菌感染过程中,LCN2能够螯合细菌分泌的铁载体,抑制细菌生长,但是它是否在宿主层面发挥抗菌作用目前还不清楚。本研究以C57BL/6J小鼠为研究对象,通过构建大肠杆菌O157感染小鼠模型,研究了 LCN2在小鼠抗感染过程中的作用,探明了 LCN2的抗炎效果及其对肠道屏障和铁代谢的调节作用,可为LCN2的产业化应用提供理论依据,为进一步防治大肠杆菌感染提供新思路。本试验选择体重日龄相近的健康雄性C57BL/6J小鼠30只,分为4组:LCN2+/+组（n=5）,LCN2+/++E.coli组（n=10）,LCN2-/-组（n=5）,LCN2-/-+coli组（n=10）,其中LCN2+/+表示野生型（WT型）小鼠,LCN2-/-表示敲除LCN2基因的小鼠。LCN2+/+组和LCN2-/-组每只每次灌胃200μL无菌PBS溶液,LCN2+/++ E.coli组和LCN2-/-+E.coli组每只每次灌胃200μL PBS+2×108 CFU大肠杆菌O157的菌悬液,在第1天和第3天分别灌胃一次,第6天处死取样,进行后续分析。1、LCN2对感染小鼠体重和组织细菌含量的影响:①未染菌情况下,两基因型小鼠的体增重没有明显差异。染菌处理后,LCN2-/-型染菌小鼠相较于WT型染菌小鼠的体增重显著降低（p<0.01）。②与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠肝脏中的有害菌含量显著增加（p<0.05）,盲肠内容物中的大肠杆菌数量显著增加（p<0.01）。这些结果表明,在感染大肠杆菌后,LCN2缺失使小鼠体增重显著降低,肝脏和肠道中大肠杆菌生长繁殖显著增加,提示LCN2可能与机体的抗细菌感染免疫相关。2、LCN2对感染小鼠脏器指数的影响:未染菌情况下,WT型和LCN2-/-型小鼠的脏器指数没有显著差异。染菌处理后,与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠的肝脏指数显著升高（p<0.05）,肾脏指数显著降低（p<0.05）。这些结果说明LCN2缺失加重了大肠杆菌对小鼠的伤害,使其发生了肝脏和肾脏代谢功能紊乱。3、LCN2对感染小鼠组织炎症的影响:①H&E染色结果显示,未染菌情况下的WT型和LCN2-/-型小鼠的空肠组织发育良好。染菌处理后,WT型染菌小鼠空肠的肠道绒毛轻微受损,而LCN2-/-型小鼠空肠的肠道绒毛遭到严重破坏。②RT-qPCR结果显示,与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠肝脏中的促炎因子IL-6、IL-1β极显著升高（p<0.01）,脾脏中的促炎因子IL-6极显著升高（p<0.01）、TNF-α显著升高（p<0.05）,抑炎因子IL-10显著降低（p<0.05）、TGF-β1极显著降低（p<0.01）。③ELISA结果显示,与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠血清中的IL-6、IL-1β含量显著升高（p<0.05）。这些结果说明LCN2缺失加重了大肠杆菌对小鼠肠绒毛的损伤,促进了小鼠促炎因子IL-6和IL-1β等的分泌表达,说明LCN2能够缓解大肠杆菌O157感染对小鼠造成的炎症损伤。4、LCN2对感染小鼠肠道屏障的影响:①Western Blot结果显示,与WT型小鼠相比,LCN2-/-型小鼠的紧密连接蛋白Occludin蛋白表达量显著下调（p<0.05）,Claudin-1蛋白表达量无显著变化（p>0.05）。染菌后,与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠的Occludin和Claudin-1蛋白表达量显著下调（p<0.01）。②PAS染色结果显示,未染菌情况下的WT型和LCN2-/-型小鼠结肠的杯状细胞数量丰富,分布均匀。在感染情况下,WT型染菌小鼠结肠的杯状细胞数量轻微减少,而LCN2-/-型染菌小鼠杯状细胞数量显著减少,分布不均。③MPO免疫组化结果显示,未染菌情况下,WT型和LCN2-/-型小鼠回肠组织MPO含量并无明显差异。感染时,与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠回肠组织MPO含量显著增加。RT-qPCR结果显示,与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠回肠的IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-10、TGF-β1表达均显著升高（p<0.01）。④肠道菌群分析结果显示,LCN2-/-型小鼠肠道菌群丰富度指数（Chao1）和多样性指数（Shannon）均高于WT型小鼠,其中Chao1指数差异不显著（P>0.05）,Shannon指数有显著趋势（P=0.052）。在门水平上,与WT型小鼠相比,LCN2-/-型小鼠的变形菌门和脱铁杆菌门的丰度显著下降（P<0.01）;髌骨细菌门和放线菌门的丰度显著上升（P<0.01）。这些结果说明LCN2缺失使染菌小鼠的紧密连接蛋白水平显著下调,结肠杯状细胞数量减少,回肠中性粒细胞浸润增加,肠道菌群发生变化,揭示了 LCN2能够改善大肠杆菌O157感染的小鼠肠道屏障功能。5、LCN2对感染小鼠铁代谢的影响:与未感染的小鼠相比,①WT型和LCN2-/-型染菌小鼠肝脏和十二指肠的Hepcidin相对表达量都显著上升（p<0.01）,两种基因型之间没有显著差异（P>0.05）。②WT型和LCN2-/-型染菌小鼠肝脏中的FPN相对表达量都显著下降（p<0.01）,但两种基因型之间没有显著差异（P>0.05）。在十二指肠中,两种基因型小鼠的FPN在染菌后没有显著变化,但与WT型染菌小鼠相比,LCN2-/-型染菌小鼠的FPN有显著下降的趋势（p=0.055）。③WT型染菌小鼠肝脏和十二指肠中的FtH相对表达量都显著下降（p<0.01）,而LCN2-/-型染菌小鼠的FtH没有明显变化（P>0.05）。并且,LCN2-/-型染菌小鼠肝脏中的FtH显著高于WT型染菌小鼠（P<0.01）。在十二指肠上,未染菌的WT型小鼠的FtH显著高于LCN2-/-型小鼠（P<0.01）。这些结果说明LCN2缺失对染菌小鼠的机体铁代谢无显著影响。综上所述,LCN2能缓解大肠杆菌O157感染对小鼠造成的炎症损伤,并改善染菌小鼠的肠道屏障功能。