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牛干扰素τ(bIFN-τ)是由早期胚胎滋养层细胞产生，它能够阻止子宫内膜上溶黄体分子机制的发生，促进黄体的发育，从而启动妊娠过程。大量的研究表明，bIFN-τ除了对妊娠识别过程起决定性的作用外，还在调节妊娠识别向胚胎植入转变过程中，发挥重要作用。bIFN-τ是I型IFN家族成员，具有I型干扰素所共有的抗病毒、抗细胞增生、免疫调节等特性。与其他I型干扰素不同，IFN-τ仅在胚胎滋养层细胞中表达，无需病毒诱导；且IFN-τ的细胞毒性较其他I型干扰素小。基于IFN-τ的上述功能和特性，当前对IFN-τ的研究已逐渐成为热点。
本研究以中国荷斯坦奶牛为试验材料，通过生物信息学分析，获取牛IFN-τ成熟蛋白的CDS序列，以pMD18-T为载体，在E.coliJM109菌株中进行IFN-τ成熟蛋白CDS区的分子克隆，并测其序列；以pET28a(+)作为表达载体，在E.coliBL21(DE3)工程菌株中进行bIFN-τ组氨酸标签蛋白的融合表达。通过分子遗传进化分析方法，分析了不同亚型bIFN-τ、不同物种IFN-τ和牛IFN家族的同源性、遗传距离和分子进化关系；运用蛋白质组学分析工具，对表达产物的基本性质、糖基化位点、磷酸化位点、激酶作用位点、疏水性、二硫键位置、二级结构、三级结构和保守结构域进行预测，初步分析了bIFN-τ表达产物与bIFN-τ成熟蛋白的差异。采用蛋白质亲和层析技术，对bIFN-τ表达产物进行纯化。建立了一套完整的bIFN-τ表达产物纯化方法。最后以牛子宫内膜细胞作为研究模型，模拟在体水平的激素浓度，研究了bIFN-τ、孕酮、孕酮结合bIFN-τ作用下，对牛子宫内膜上妊娠识别和胚胎植入相关基因表达的影响。主要研究结果如下：
从来自不同个体的4个克隆中鉴别出2条不同的DNA序列。测序结果表明，中国荷斯坦奶牛bIFN-τ成熟蛋白的完整CDS序列为519bp，为含单一外显子的完整ORF区，此ORF编码含有172个氨基酸的bIFN-τ成熟蛋白.将这2条DNA序列提交到GenBank，获得登录号为DQ680846和DQ680847。各亚型bIFN-τ基因核苷酸序列间的同源性在93.1％～99.8％之间，推导氨基酸序列间的同源性在87.9％～98.8％之间；不同物种之间IFN-τ基因核苷酸序列间的同源性在84.2％～99.2％之间，推导氨基酸序列间的同源性在67.1％～97.1％之间。结果表明该基因同源性很高，充分说明该基因在进化过程中相当保守。
聚类分析表明：可将bIFN-τ聚为3类，其中DQ680846聚在τ4类(τ4a)，DQ680847聚在τ3类(τ3f)；不同物种的聚类分析表明，bIFNτ3f,.bIFNτ-4a聚入一枝，而且在系统发育上与美洲野牛的关系较近。bIFN聚类分析同样支持bIFN-τ4a、blFN-τ3f为I型干扰素，在I类干扰素家族中：bIFN-τ的关系与bIFN-δ、ω较近，与IFN-α、β较远。
重组表达质粒pET-28a-bIFN-τ经测序证实，目的基因插入方向和读码框正确。通过蛋白质组学分析工具表明，blFN-τ表达产物与bIFN-τ成熟蛋白相比，糖基化位点、二硫键位置、三级结构、保守结构域均无差异；表达产物的亲水能力增强、等电点升高、半衰期延长、稳定性增加；激酶潜在作用位点之间的差异很小；表达产物在N-19位增加了一个Ser磷酸化位点，N-端增加了组氨酸标签的无规卷曲结构。用1.0mmol/LIPTG诱导，以37℃，诱导4h的优化条件培养大肠杆菌后，融合蛋白的表达量提高到占菌体总蛋白的28.84％。
诱导表达的大肠杆菌经洗涤、超声波破碎、离心获得包涵体。纯化后包涵体的产量达到2.6983±0.1967g/L。包涵体用8M脲变性缓冲液溶解后，用HisTrapHP亲和层析柱纯化表达产物。咪唑和pH值洗脱结果表明：咪唑洗脱优于pH洗脱(P<0.05)，用400mM的咪唑洗脱显著优于其他洗脱条件(P<0.05)，在该条件下bIFN-τ表达产物的得率最高，占上柱总蛋白的26.36％。柱上复性研究表明：1.5M脲的洗脱缓冲液能够获得bIFN-τ表达产物。洗脱产物用HisTrapDesalting脱盐后，bIFN-τ表达产物溶液的电导性从50mS/cm降低到4mS/cm。将纯化后的bIFN-τ表达产物进行等电聚焦测定等电点和用IBA裂解获得肽指纹图谱进行鉴定，结果表明亲和层析获得了高纯度的bIFN-τ表达产物。
子宫内膜细胞体外培养表明：在0.2nME2+100IU/mLPen.+100μg/mLStr+2μunol/mLGlu+DMEM-HamsF12的带血清和无血清培养体系中，牛子宫内膜细胞均能正常生长。原代和传代细胞类型主要为来自子宫内膜上皮的上皮细胞和来自子宫内膜基质的成纤维细胞。
通过荧光定量PCR分析孕酮、bIFN-τ对牛子宫内膜上妊娠识别和胚胎植入相关基因表达的研究结果表明：孕酮能够显著地抑制牛子宫内膜细胞上ER-α、COX-2、TIMP-2基因的表达和显著地促进ER-β、MMP-2基因的表达(P<0.05)，能够促进和稳定PGR的表达，对OXTR、PGRMC1和UCRP的表达无影响。bIFN-τ能够显著地抑制牛子宫内膜细胞上ER-α、ER-β、OXT-R、TIMP-2基因的表达和显著地促进COX-2、PTGES、PGR、UCRP基因的表达(P<0.05)，对MMP-2的表达具有稳定作用.在孕酮和bIFN-τ的协同作用下，能够促进牛子宫内膜上PGRMC1基因的表达。
孕酮和bIFN-τ处理不同时间对基因表达水平的分析表明：孕酮对基因表达发生调控作用较慢，bIFN-τ对基因表达发生调控作用的时间相对较快；在10个基因中，对调控信号能够迅速作出反应的基因有PGRMC1、OXTR，对调控信号反应相对较慢的基因是：TIMP-2、COX-2、PTGES，反应最慢的基因是：PGR、ERα、ERβ、UCRP、MMP-2。