NF-κB1在硒抗奶牛乳腺炎性损伤中的作用机制

Mastitis is a major threat to diary industry and bovine mammary gland health. Selenium modulates innate immunity response and pattern recognition receptors. Our former research confirmed that selenium alleviated mammary gland injury through TLR4/NF-κB signal pathway. As we known, selenium modulated inflammatory injury of mammary gland. The interactions of protein molecular involved in TLR4/NF-κB signal pathway is complex, the key proteins involved in the process of negative regulation by selenium in mastitis, and the role of NF-κB1 have not been identified yet. Thus, in this study, gene silencing and overexpression, immunofluorescence technique, real-time PCR, Western-blot, immunofluorescence cell staining, Co-Immunoprecipitation and HPLC-MS technology are used to reveal the mechanism of NF-κB1 in the development of inflammatory injury of mammary gland and selenium inhibition. These results will provide scientific basis to further study the regulatory mechanism of bovine mastitis, and provide new ideas for the treatment and prevention of mastitis.

针对乳腺炎对奶牛业发展和乳腺健康的严重危害、依据硒对天然免疫与模识别受体分子的调控理论、以及基于前期的研究基础证实硒通过抑制TLR4/NF-κB信号通路降低乳腺的炎症损伤。那么，硒对奶牛乳腺炎症反应的调控中，硒是如何发挥抗炎作用的？硒主要作用于TLR4/NF-κB信号转导通路中哪些关键节点？NF-κB1分子在这一过程中发挥了什么作用？硒是否通过影响其他节点蛋白和NF-κB1的相互作用来发挥炎症调节作用？为了阐明这一问题，本课题以奶牛乳腺上皮细胞为模型，以NF-κB1分子为主要研究对象，使用过表达载体和siRNA，结合免疫荧光，实时荧光定量PCR，Western-blot、激光共聚焦、免疫荧光细胞染色法、免疫共沉淀、液质联用质谱鉴定等技术手段，研究NF-κB1在硒抗奶牛乳腺炎症损伤中的作用机制。本项目的实施将有助于进一步揭示奶牛乳腺炎的发病机制，为该病的防治提供新的思路和帮助。

奶牛乳腺炎是以乳腺组织中性粒细胞和巨噬细胞大量聚集、吞噬病原微生物，炎症因子表达上调为基本特征。严重影响乳腺健康、乳产量和牛乳品质，给奶牛产业造成巨大的经济损失。硒是重要的食源性微量元素，试验和临床数据表明，饲料补硒对奶牛乳腺炎的防治具有积极作用，降低牛乳体细胞数，减轻炎症损伤。但是硒抑制乳腺炎损伤的作用机制尚不清晰，硒作用于炎症信号转导通路中哪些关键节点分子也尚未证实。本项目构建LPS致奶牛乳腺上皮炎症模型和硒抑制LPS奶牛乳腺上皮细胞模型，证实硒抑制LPS致奶牛乳腺上皮细胞TLR4/NF-κB信号转导通路关键节点分子TLR4、IPAK4、MyD88、TRAF6的表达，促进通路中负调节分子SOCS1、ST2的表达，抑制LPS刺激的NF-κB1和P65的入核。质谱分析鉴定出硒调节的与NF-kB1相互作用的39个蛋白，推测互作蛋白特别是HSPA6、HSPA8、ABCC1和ITK分子在硒抑制LPS致奶牛乳腺炎中发挥协同作用。本项目研究阐明了NF-κB1在硒调控TLR4/NF-κB信号通路降低LPS所致奶牛乳腺炎性损伤中的作用机制，为临床补硒防治乳腺炎措施的科学性提供了理论基础。进一步丰富了硒营养对炎症性疾病的调控机理，为通过营养手段干预奶牛感染性疾病的发生提供理论指导。