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目的:奶牛酮病和乳房炎是危害现代奶业最严重的疾病,且两者常伴发。沉默信息调控因子3(silent information regulator 3,SIRT3)是调控细胞能量代谢的关键分子,在围产期代谢相关疾病的发生发展过程中发挥重要作用,但其在奶牛乳腺组织的功能尚未见报道。本研究以酮病奶牛乳腺组织和奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMEC)为实验材料,旨在从体内体外两条途径研究SIRT3对炎性通路的影响,为揭示酮病和乳房炎伴发的分子机制提供启示,进而为探寻药物防治新靶标奠定理论基础。方法:(1)采集15头临床酮病奶牛和15头健康奶牛的乳腺组织样本,采用Western-blot方法检测样本NF-κB信号通路激活以及SIRT3蛋白表达情况,采用qPCR方法检测样本炎性细胞因子mRNA表达;(2)选取泌乳中期(120±20 d)荷斯坦奶牛乳腺组织,采用组织块培养法分离培养、纯化原代BMEC,采用免疫荧光(immunofluorescence,IF)方法鉴定BMEC;(3)分别使用0、1.2、2.4、4.8 m Mβ-羟丁酸(β-hydroxybutyric acid,BHBA)处理BMEC 48 h,采用Western-blot方法检测SIRT3蛋白表达;(4)分别使用0 m M BHBA+0 m M乙酰乙酸(acetoacetic acid,ACAC)、1.2 m M BHBA+0.4 m M ACAC、2.4 m M BHBA+0.8 m M ACAC、4.8 m M BHBA+1.6 m M ACAC处理BMEC 48 h,采用Western-blot方法检测SIRT3蛋白表达;(5)分别使用0、0.6、1.2、2.4 m M非酯化脂肪酸(non-esterified fatty acids,NEFA)处理BMEC 24 h,采用Western-blot方法检测NF-κB信号通路激活以及SIRT3蛋白表达情况,采用qPCR方法检测炎性细胞因子mRNA表达;(6)转染SIRT3过表达腺病毒(Ad-SIRT3)+NEFA处理BMEC 24 h,采用Western-blot方法检测SIRT3对NF-κB信号通路激活的作用,采用qPCR方法检测SIRT3对炎性细胞因子mRNA表达的影响,采用IF方法检测SIRT3对NF-κB P65入核的影响。结果:(1)与健康奶牛相比,酮病奶牛乳腺组织p-NF-κB P65/NF-κB P65比值、白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)mRNA表达均极显著上升(P<0.01),SIRT3/β-actin比值极显著下降(P<0.01);(2)纯化后细胞均高表达BMEC中特定骨架蛋白CK-18,证实为BMEC;(3)与空白对照相比,不同浓度BHBA处理BMEC SIRT3/β-actin比值差异均不显著(P>0.05);(4)与空白对照相比,不同浓度BHBA+ACAC处理BMEC SIRT3/β-actin比值差异均不显著(P>0.05);(5)NEFA处理BMEC p-NF-κB P65/NF-κB P65比值、IL-1βmRNA表达均随着NEFA浓度上升而上升,呈线性关系(Linear P<0.01),不存在二次相关(Quadratic P>0.01),IL-6 mRNA表达随着NEFA浓度上升而上升,呈线性关系(Linear P<0.01),且存在二次项关系(Quadratic P<0.01),SIRT3/β-actin比值随着NEFA浓度上升而下降,呈线性关系(Linear P<0.01),不存在二次相关(Quadratic P>0.01);(6)与空白对照相比,载体对照组(空白腺病毒转染组)p-NF-κB P65/NF-κB P65比值、SIRT3/β-actin比值、IL-1β和IL-6 mRNA表达差异均不显著(P>0.05)。与载体对照组相比,Ad-SIRT3组p-NF-κB P65/NF-κB P65比值和IL-1βmRNA表达均显著下降(P<0.05),IL-6 mRNA表达极显著下降(P<0.01),SIRT3/β-actin比值显著上升(P<0.05);载体+NEFA组p-NF-κB P65/NF-κB P65比值、IL-1β和IL-6 mRNA表达均极显著上升(P<0.01),SIRT3/β-actin比值极显著下降(P<0.01)。与载体+NEFA组相比,Ad-SIRT3+NEFA组p-NF-κB P65/NF-κB P65比值、IL-1β和IL-6 mRNA表达均极显著下降(P<0.01),SIRT3/β-actin比值极显著上升(P<0.01)。载体+NEFA组细胞核内NF-κB P65荧光强度极显著增加(P<0.01);Ad-SIRT3组细胞核内NF-κB P65荧光强度极显著减少(P<0.01)。与载体+NEFA组相比,Ad-SIRT3+NEFA组细胞核内NF-κB P65荧光强度极显著减少(P<0.01)。结论:(1)酮病奶牛乳腺组织NF-κB信号通路被激活,炎性细胞因子表达上调,SIRT3表达下降;(2)BHBA与ACAC处理均对BMEC SIRT3表达无影响;(3)NEFA剂量依赖性地诱导BMEC炎性细胞因子表达,激活NF-κB通路,降低SIRT3表达;(4)SIRT3抑制NF-κB P65入核从而抑制高NEFA诱导的NF-κB信号通路激活,降低炎性细胞因子表达,抑制炎性反应发生。