牛结核病是一种由结核分枝杆菌引起的慢性免疫疾病,在畜牧业中造成巨大的经济损失并且严重危害人类公共健康。近年来,研究人员对来自中国14个省份的总计2201份血液样本进行牛结核流行性调查研究,结果显示奶牛感染结核菌的阳性率达到6.4%。尽管消灭牛结核病的计划在发达国家已经取得显著成绩,但是据权威统计,在世界范围内每年由牛结核病造成的经济损失仍然高达30亿美元。在密集养殖的状态下,使牛群达到无结核病存在的状态所需要的成本相对较高,即需要定期进行严格的结核菌素皮肤试验,一旦发现感染,则进行屠杀清除程序。因此,具有持续性特点的控制方案的研究迫在眉睫。百年来,在世界范围内仅有极少数马结核病例见诸报道,研究人员普遍认为马属动物由于其特殊的身体素质,从而对结核分枝杆菌感染具有天然抵抗力。因此,深入研究非易感动物接触到结核分枝杆菌时的免疫应答反应有望揭示结核病的抗病机理,对于马属动物免疫系统抗结核关键调节蛋白的研究则是具有重要意义的开端。在人和小鼠的研究中,SP110核体蛋白是机体抵抗胞内寄生菌感染的重要遗传因素。但是,截至目前SP110基因在大型非灵长类动物中仍然未见有研究报道。探索牛和马各自SP110基因在抗结核菌感染过程中是否有功能差别,对于揭示牛和马本身对结核菌具有不同敏感性的遗传机理具有重要意义,也为培育抗结核牛品系寻找新思路奠定理论基础。本文主要从启动子活性、免疫激活及免疫杀伤等方面系统比较分析了牛和马各自的SP110基因转录本,主要结果如下:1.首次克隆发现牛SP110基因主要表达三种转录本。根据翻译的蛋白序列从长到短依次命名为ɑ、?和?。保守结构域分析显示,开放阅读框最长的SP110ɑ异构体具有四个保守结构域（Sp100,SAND,PHD和Bromo domain）。SP110?异构体具有包括Sp100和SAND结构域的N端序列。SP110?仅具有包括Sp100的N端序列,SAND之后的C端序列未被转录。2.首次克隆发现马SP110基因表达三种转录本。根据翻译的蛋白序列从长到短依次命名为Tv1、Tv2和Tv3。保守结构域分析显示,开放阅读框最长的Tv1异构体具有四个保守结构域（Sp100,SAND,PHD和Bromo domain）。Tv2和Tv3蛋白序列基本一致,都具有与Tv1相同的包括Sp100和SAND结构域的N端序列。Tv2相对于Tv1,由于可变剪切将Exon17删掉,引起了移码突变。Tv3是由于在Exon16之后转录提前终止而形成。3.首次克隆获得了牛和马SP110基因启动子。双荧光素酶报告实验显示,牛和马SP110基因启动子同人、小鼠SP110基因启动子一样,具有细胞特异性的转录活力。脂多糖（LPS）能抑制牛和马SP110基因启动子活力,结核菌本身能提高牛和马SP110基因启动子活力。牛和马SP110启动子在不同条件下转录活性均没有显著性差异。4.表达牛SP110ɑ和?能激活巨噬细胞、促进吞噬泡-溶酶体融合、提高诱导型一氧化氮合成酶的活力,进而显著性增强巨噬细胞抑制结核杆菌的活力。另外,组织蛋白酶（cathepsin B、D、L）和Caspase-1在牛SP110ɑ/?调控的巨噬细胞吞噬结核杆菌与抑制其生长的过程中发挥作用。而SP110?在这些免疫通路中效应相对较弱。5.表达马SP110 Tv1和Tv2能促进巨噬细胞向抑制结核杆菌生长的方向发展:增强IL-1和TNF-α等抗结核细胞因子的表达,并提高诱导型一氧化氮合成酶的活力,促使感染后期的巨噬细胞向凋亡方向发展来清除结核杆菌。Tv1在激活免疫通路上的效应要比Tv2/3相对较强。6.对比实验显示牛马SP110基因不同转录本对巨噬细胞都有不同程度的激活效应,牛SP110ɑ和马SP110-Tv1长转录本间对巨噬细胞活力影响无显著性差别,牛SP110?和马SP110-Tv2转录本间对巨噬细胞活力影响无显著性差别,牛和马各自的SP110长短转录本间对巨噬细胞活力影响有显著性差别。7.SP110基因表达模式对比显示,马单核细胞中两条SP110突变体都有一定的基础表达水平,结核菌感染刺激能提高两条突变体表达水平;而牛单核细胞中,SP110?始终是牛SP110基因的主要表达形式。对核酸序列进一步分析显示,牛SP110?和?的3’UTR末端存在A-rich motif,能够促进基因转录终止,从而使SP110短转录本的表达比例高。基于本文的研究结果,我们得出尽管牛和马自身应对结核菌感染时存在遗传差异,但是其SP110基因的启动子活性及基因本身的功能是不存在显著性差异的。而在面临结核菌感染时,牛和马SP110基因表达模式存在显著性差别。尤其是牛SP110?3’UTR末端潜在的终止序列,可能导致SP110转录提前终止,引起SP110ɑ/?表达量不足,进而引起牛对结核免疫保护不足。