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血液中高浓度的β-羟丁酸(BHBA)是围产期酮病奶牛的主要临床特征。中性粒细胞是机体抵抗外源细菌感染的第一道防线,酮病奶牛表现为中性粒细胞免疫活性下降,吞噬作用、呼吸爆发作用减弱,从而导致酮病奶牛易于发生感染性疾病。因此,高浓度的BHBA可能与酮病奶牛免疫细胞免疫抵抗力下降密切相关。围产期酮病奶牛干物质摄入量减少而泌乳量增加所造成能量负平衡(NEB),可影响生长激素-胰岛素样生长因子(GH-IGF)轴内分泌调控系统,使胰岛素样生长因子1(IGF-1)分泌减少,干扰机体能量代谢,由此可加重酮病奶牛的先天免疫抑制。IGF-1在调控细胞代谢、增殖和分化方面起着非常重要的作用,因此,我们推测给予外源性IGF-1有可能改善酮病奶牛的免疫抑制。本实验通过体外培养奶牛中性粒细胞,分别添加不同浓度的BHBA、IGF-1和NF-κB通路抑制剂、PI3K抑制剂、自噬抑制剂,来探讨IGF-1调控围产期酮病奶牛中性粒细胞免疫抑制的作用与机制;通过分析酮病奶牛免疫抑制的原因,探究IGF-1调控中性粒细胞免疫抑制的信号通路,并通过测定中性粒细胞活性氧产生、吞菌实验和呼吸爆发,来揭示IGF-1在调控中性粒细胞免疫功能的作用,为提高酮病奶牛中性粒细胞免疫抑制提供理论依据。通过体内实验检测奶牛血液指标,结果显示,与健康奶牛相比,酮病奶牛血清中GH明显升高,而IGF-1的浓度显著下降,说明NEB导致GH调控IGF-1通路被阻断。通过Western blotting结果分析,表明酮病奶牛中性粒细胞发生严重的自噬现象,而自噬的过度积累会引发Ⅱ型细胞程序性死亡,这可能与细胞免疫抑制有关。体外培养中性粒细胞添加4.8 m M BHBA结果显示,在作用6 h时自噬关键蛋白LC3和磷酸化NF-κB p65蛋白表达量最高。添加不同浓度的BHBA及NF-κB通路抑制剂PDTC,结果表明,随着BHBA浓度的升高,磷酸化NF-κB p65的表达上调,加重了自噬的积累;而添加NF-κB通路抑制剂后,减轻了自噬的积累,说明高浓度的BHBA通过调控NF-κB通路上调了自噬的积累,所以,抑制NF-κB对调控中性粒细胞自噬尤为重要。随后在高浓度的BHBA的基础上,添加不同浓度的IGF-1,在IGF-1在100 ng/m L时,显著下调了NF-κB通路并抑制自噬的发生。IGF-1信号通路上的蛋白PI3K、AKT的测定结果表明,IGF-1可以上调PI3K和磷酸化AKT的表达,而添加PI3K抑制剂LY294002后,PI3K/AKT通路被抑制,磷酸化NF-κB p65和自噬关键蛋白LC3显著升高,说明IGF-1是通过调控PI3K/AKT通路和缓解NF-κB通路来抑制自噬的。通过体外添加高浓度的BHBA,检测其对中性粒细胞的免疫活性的影响,结果表明高浓度的BHBA使中性粒细胞活性氧的产生、吞菌实验和呼吸爆发作用显著下调,而添加自噬抑制剂3-MA后,抑制了高BHBA诱导的自噬积累,中性粒细胞活性氧的产生、吞菌实验和呼吸爆发作用显著上升,说明高BHBA诱发中性粒细胞自噬积累,导致细胞免疫活性下调。在高浓度的BHBA的基础上添加IGF-1(100 ng/m L)后,细胞免疫活性显著上调,说明IGF-1可以通过下调自噬来缓解由BHBA引起的中性粒细胞免疫活性低下。通过以上实验可以认为:高浓度的BHBA可以使中性粒细胞NF-κB通路激活,导致自噬过度积累,细胞免疫活性显著下降;IGF-1可以通过调控PI3K/AKT通路和缓解NF-κB通路抑制自噬的发生,从而上调中性粒细胞活性氧产生、吞菌能力和呼吸爆发作用,恢复中性粒细胞的免疫活性,进而提高围产期酮病奶牛先天免疫机能。