SARA产生的内源LPS对反刍动物乳腺酪蛋白合成功能的影响及其机理研究

亚急性瘤胃酸中毒(SARA)是高产奶牛临床常见多发病，严重影响奶牛健康与生产性能。前期研究发现，用外源脂多糖内毒素(LPS)诱发奶牛乳腺炎导致乳腺酪蛋白合成功能下降，而SARA状态下瘤胃会产生大量内源性LPS,SARA产生的内源LPS对乳腺酪蛋白合成功能的影响目前尚未见报道。本项目以奶山羊为模型，人工诱发SARA,利用消化道瘘管、慢性血管瘘技术和分子生物学方法，研究SARA状态下内源LPS在瘤胃中产生和在肝脏的代谢规律；研究到达乳腺的LPS对Toll样受体介导的天然免疫反应与乳腺上皮αS1、β酪蛋白合成功能的相互关系，探索LPS对酪蛋白基因甲基化修饰的影响，揭示表观修饰对αS1、β酪蛋白基因转录和翻译的作用。研究结果不仅可以揭示SARA产生的内源LPS影响乳腺酪蛋白合成的表观遗传机理，阐明SARA时乳蛋白水平下降的原因，同时也可为调控瘤胃消化代谢，预防SARA的发生,提高牛奶品质提供依据。

亚急性瘤胃酸中毒(SARA)是高产奶牛临床常见多发病，严重影响奶牛健康与生产性能。SARA状态下机体发生全身系统性炎症反应，导致乳蛋白和乳脂肪含量下降，降低奶的品质。本项目成功建立了山羊和奶牛的慢性多血管瘘模型，证实了饲喂高精料日粮可引起SARA。SARA状态下消化道来源的LPS在肝脏中大量蓄积和过多细胞因子的产生导致了肝细胞受损，降低了肝脏对LPS的清除能力。发现SARA状态下肝脏中TLR4启动子区域发生了表观修饰，同时TLR4-NF-κB信号通路被激活，引起了天然免疫基因表达增强。肝脏中天然免疫基因启动子区域由压缩转为疏松状态和去甲基化，从而增强了天然免疫基因的表达，证明表观机制参与了SARA引起的肝脏炎症反应。转运到乳腺的LPS，激活了TLR4介导的炎性信号通路，导致了乳腺的炎症反应，同时抑制了mTOR信号通路，导致乳腺酪蛋白合成功能下降。发现GH-IGF-1-IGF-1R通路的变化是抑制乳腺酪蛋白合成的主要内分泌机制。对饲喂高精料日粮的奶山羊添喂复合缓冲剂，能够有效地调节瘤胃代谢，控制SARA的发生，减轻乳腺的炎症反应，恢复乳腺的酪蛋白合成功能。本项目研究结果揭示了SARA产生的内源LPS影响乳腺酪蛋白合成的分子机制，明确了SARA状态下乳蛋白水平下降的原因，为奶业生产中调控瘤胃消化代谢，预防SARA的发生，提高奶的品质打下了重要的基础。