蹄叶炎是奶牛、肉牛及山羊等动物蹄小叶(包括真皮小叶与角小叶)的弥散型、非感染性的渗出性炎症。蹄叶炎的病症包括蹄变软、变色、蹄出血、白线病等。蹄叶炎会导致患病动物长期躺卧,采食量严重下降,发情鉴定困难,因此,该病给生产者带来了巨大经济损失。在我国,由于粗饲料资源有限和生产者过度追求经济效益等原因,饲喂高精料日粮已成为牛羊养殖业中的普遍现象。前人研究表明,长期饲喂高精料日粮可诱发蹄叶炎,但相关机制不明,推测与高精料日粮诱发的瘤胃酸中毒有关。为阐明蹄叶炎的发病机制,本文以山羊为模型动物,较系统的研究了瘤胃酸中毒诱发山羊蹄叶炎的机制。论文分三部分进行:1.果寡糖诱导瘤胃急性酸中毒对山羊瘤胃发酵、蹄组织结构及炎症因子、金属蛋白酶表达的影响本文旨在研究果寡糖诱导的急性瘤胃酸中毒对山羊瘤胃发酵、蹄组织结构、蹄部炎症因子及金属蛋白酶表达的影响。实验采用随机区组设计,将8头健康装有永久性瘤胃瘘管的山羊随机分为对照组(n=4)和诱导酸中毒处理组(n=4),其中处理组山羊瘤胃果寡糖灌注量为21 g/kg体重。分别于灌注前(0 h)和灌注后4h、8h、12 h、24 h、48 h采集瘤胃液,同时分别在0 h、4 h、8 h、24 h和48 h通过颈静脉采集血液,灌注后48 h屠宰两组山羊,采集蹄组织。结果表明,与对照组相比,酸中毒诱导组山羊瘤胃pH(P<0.001)、总挥发性脂肪酸(P<0.001)、乳酸和脂多糖浓度(P<0.001)显著升高,血液中乳酸(P<0.001)和脂多糖浓度(P<0.001)亦显著提高;组织形态学结果表明,酸中毒组山羊蹄组织中次级表皮蹄小叶和次级真皮蹄小叶的长度变短,蹄小叶形状不规则;实时荧光定量PCR检测结果显示,较对照组比较,酸中毒组山羊蹄组织中金属蛋白酶抑制因子1的mRNA的相对表达水平显著降低(P<0.05),白介素6、膜型金属蛋白酶1和金属蛋白酶2的mRNA的相对表达水平显著升高(P<0.05)。结果说明,果寡糖诱导山羊急性瘤胃酸中毒可导致山羊瘤胃发酵紊乱,提高血液中脂多糖与乳酸水平,导致山羊蹄组织相关炎症因子与金属蛋白酶表达改变,最终引发山羊急性蹄叶炎。2.亚急性瘤胃酸中毒对山羊瘤胃发酵和蹄部炎症因子与金属蛋白酶mRNA相对表达量的影响本文旨在研究长期饲喂高精料日粮诱导的亚急性瘤胃酸中毒对山羊瘤胃发酵、蹄组织结构、蹄部炎症因子及金属蛋白酶表达的影响。在本次试验中,采用12头波杂山羊作为试验对象,将其随机分为两组—全粗料组(0%高精料;n=6)和高精料组(75%高精料;n=6),经过7周的饲喂,高精料组显著降低了瘤胃pH(P<0.001),增加了瘤胃中总挥发性脂肪酸(P<0.001)、乳酸(P<0.001)的含量,并且增加了血液中LPS(P<0.05)的含量;高精料日粮上调了蹄小叶组织中白介素-1β、白介素-6、肿瘤坏死因子-α和金属蛋白酶-2的表达(P<0.05),但对金属蛋白酶-9和金属蛋白酶抑制因子-1的mRNA表达量没有显著影响。对两组数据进行相关性分析,结果显示蹄部组织中的炎症因子和金属蛋白酶-2的mRNA相对表达量之间呈现显著正相关。综上所述,饲喂高精料日粮能够激活蹄部组织中的炎症反应,并且进一步导致蹄部损伤。3.基于蛋白组学技术研究亚急性瘤胃酸中毒对山羊蹄部组织中蛋白表达的影响本文旨在研究长期饲喂高精料日粮诱导的亚急性瘤胃酸中毒对波杂山羊蹄部组织中蛋白表达的影响。试验选用12头波杂山羊,将其随机分为粗料组(0%高精料;n=6)和高精料组(75%高精料;n=6),经7周饲喂后屠宰,进行差异蛋白组学分析。结果发现,高精料组与对照组山羊蹄部组织中存在20种差异蛋白,其中9种蛋白表达上调,11种蛋白表达下调,这些差异蛋白主要涉及碳水化合物代谢、脂类代谢、氧化应激、分子转移、免疫调控和炎症反应。结果说明,饲喂高精料日粮导致蹄部组织中的蛋白表达丰度发生改变,部分差异蛋白与蹄叶炎发生密切相关。