1.文章导读

在奶牛养殖中，针对临床型乳腺炎，采用抗生素联合美洛昔康 (MEL) 治疗，炎症消退加快，对产奶量的恢复具有辅助作用，但MEL在细菌感染乳腺中的作用机制尚未完全阐明。本研究探讨了MEL对肺炎克雷伯菌 (K. pneumoniae) 诱导的奶牛乳腺上皮细胞 (BMECs) 炎性反应和氧化应激的影响。结果表明，MEL (0.5μM和5μM) 能够抑制COX-2、IL-1β、TNF-α和IL-6的mRNA表达，同时提高IL-8的mRNA表达水平，并能通过增加超氧化物歧化酶 (SOD) 和过氧化氢酶 (CAT) 的活性，提高细胞的抗氧化能力，缓解氧化应激。其机制可能与抑制NF-κB信号通路及促进Nrf2信号通路的激活有关。综上，MEL可有效减轻 K. pneumoniae 诱导的奶牛乳腺上皮细胞炎性反应和氧化损伤。来自扬州大学兽医学院的李建基教授及其团队在 Veterinary Sciences 期刊发表了文章，介绍了MEL对 K. pneumoniae 诱导的BMECs炎性反应和氧化应激的影响。

MEL对奶牛乳腺上皮细胞活力和肺炎克雷伯菌载量的影响

2.研究过程与结果

该研究通过CCK-8实验评估了MEL (褪黑素) 对BMECs (乳腺上皮细胞) 活性的影响。结果显示，MEL在0.5 μM和5 μM浓度下对BMECs活性无显著影响 (p > 0.05)，且不同浓度 (0.5、5、10、20、40 μM) 之间差异无统计学意义。基于此，研究选择0.5 μM和5 μM的MEL浓度进一步探讨其对BMECs氧化应激和炎症反应的影响。实验还评估了MEL对K. pneumoniae (肺炎克雷伯菌) 感染BMECs中细菌负荷的影响，结果显示MEL对细菌负荷无显著影响 (p > 0.05)。此外，MEL作为一种优选的COX-2抑制剂，其对感染BMECs中COX-2的表达具有显著抑制作用。通过qPCR和Western blot分析发现，K. pneumoniae 感染显著提高了COX-2的mRNA和蛋白水平 (p < 0.01)，而MEL (5 μM) 能有效抑制该升高 (p < 0.05或 p < 0.01)，表明MEL能减弱 K. pneumoniae 诱导的COX-2过表达。

在炎症因子的表达方面，K. pneumoniae 感染显著提高了IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA水平 (p < 0.01)。MEL (0.5 μM和5 μM) 抑制了IL-1β和IL-6的表达升高 (p < 0.05或 p < 0.01)，5 μM的MEL还抑制了TNF-α的升高 (p < 0.05)，但同时显著提高了IL-8的表达。这表明，MEL通过抑制IL-1β、IL-6和TNF-α的表达发挥抗炎作用。进一步研究显示，MEL通过抑制NF-κB信号通路的激活发挥抗炎效应。Western blot和免疫荧光分析结果表明，K. pneumoniae 感染显著提高了p65和IκBα的磷酸化水平 (p < 0.01)，而MEL处理显著降低了p65和IκBα的磷酸化 (p < 0.05或 p < 0.01)，并减少了p65蛋白的核积累。

氧化应激方面，K. pneumoniae 感染显著提高了细胞内ROS和MDA水平 (p < 0.01)，而MEL显著降低了其水平 (p < 0.01)。K. pneumoniae 还导致细胞内SOD、CAT活性和T-AOC水平显著下降 (p < 0.01)，而MEL显著提升了这些抗氧化指标 (p < 0.05或 p < 0.01)。这表明MEL通过增强抗氧化能力，减轻K. pneumoniae 感染引起的氧化应激。

为了进一步探讨MEL的抗氧化机制，研究分析了Nrf2信号通路的作用。结果显示，K. pneumoniae 感染显著降低了Nrf2及其下游抗氧化蛋白 (HO-1和NQO1) 的表达 (p < 0.05或 p < 0.01)，但同时增加了Nrf2的核积累。MEL处理显著提高了Nrf2、Keap1、HO-1和NQO1的表达水平 (p < 0.05或 p < 0.01)，并进一步促进了Nrf2的核转位，表明MEL通过激活Nrf2信号通路，增强下游抗氧化蛋白的表达，发挥保护作用。

综上所述，该研究表明，MEL能够通过抑制NF-κB信号通路，减轻 K. pneumoniae 感染引起的炎症反应，同时通过激活Nrf2信号通路，增强抗氧化能力，改善细胞氧化应激状态，为MEL在乳腺炎治疗中的应用提供了理论依据。

MEL对BMECs中Nrf2信号通路的影响

3.研究总结

乳腺炎是全球奶牛业面临的重大挑战，既造成巨大的经济损失又影响动物福利。K. pneumoniae 是常见的一种乳腺炎致病菌，引发乳腺损伤，造成产奶量下降，因此受到越来越多关注。MEL作为乳腺炎的辅助治疗药物，与抗生素联合使用，可以缓解疼痛和炎症。本研究选用接近奶牛血浆维持浓度的MEL (0.5 μM和5 μM) 探讨其对 K. pneumoniae 诱导BMECs炎性反应和氧化应激的影响。结果表明，这些浓度的MEL对BMECs (未感染) 的活性和 K. pneumoniae 在BMECs中的载量无显著影响，但能够抑制 K. pneumoniae 诱导的炎性因子 (如IL-1β、TNF-α、IL-6) 的过表达，并可能通过增加IL-8表达促进中性粒细胞的募集，有助于细菌清除。且MEL通过抑制NF-κB信号通路，减少炎性损伤，同时激活Nrf2信号通路，增强抗氧化能力，减轻氧化应激。K. pneumoniae 感染尽管促进Nrf2核转位，但抑制了其下游抗氧化蛋白 (如HO-1、NQO1) 的表达，表明其调控基因转录的功能受到了干扰，而MEL能够逆转这一效应。此外，MEL降低了氧化应激标志物 (ROS和MDA)，提升了抗氧化酶 (SOD和CAT) 活性及总抗氧化能力 (T-AOC)。然而，MEL促进IL-8 mRNA表达的分子机制及Nrf2在 K. pneumoniae 感染中的调控功能需进一步研究。本研究为MEL在乳腺炎治疗中的应用提供了理论依据。该研究来自扬州大学草食动物与宠物疾病防控创新团队，江苏现代农业 (奶牛)  产业技术体系疾病防控创新团队，刘康军博士和邱上菲硕士为本文第一作者，王亨教授为通讯作者。

原文出自 Veterinary Sciences 期刊：https://www.mdpi.com/3065108

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/vetsci

Veterinary Sciences 期刊介绍：

主编：Patrick Butaye, Ghent University, Belgium; City University of Hong Kong, China

发表与兽医科学领域相关的原创研究文章、评论、通讯和简短说明，主题包括动物疾病、紊乱和损伤的预防、诊断和治疗。

2023 Impact Factor：2.0

2023 CiteScore：2.9

Time to First Decision：21.2 Days

Acceptance to Publication：2.7 Days