乳房链球菌感染对乳腺上皮细胞中氨基酸代谢的影响

代谢是一切生理活动的基石,氨基酸代谢作为三大物质代谢之一,参与机体的多种生理活动,与宿主免疫细胞的功能有密切关系,在疾病的发展中具有不可替代的作用。为探究乳房链球菌(Streptococcus uberis,S.uberis)感染对乳腺上皮细胞中氨基酸代谢的影响,本研究以S.uberis和乳腺上皮细胞系(EpH4-Ev)为研究对象,采用靶向氨基酸代谢组学技术对细胞中的氨基酸进行定量分析,并采用RT-qPCR和Western blot方法对关键氨基酸——精氨酸代谢通路关键酶进行验证。结果表明:S.uberis感染细胞后,细胞中甘氨酸、苏氨酸、鸟氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺的含量被显著上调(P<0.05),谷氨酸、脯氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、赖氨酸和天冬氨酸的含量被显著下调(P<0.05),其中,精氨酸含量变化极显著(P<0.000 1,VIP>1.2),天冬酰胺和谷氨酰胺两种生糖氨基酸显著上升(P<0.05),赖氨酸和亮氨酸两种生酮氨基酸含量显著下降(P<0.05)。进一步研究精氨酸分解代谢通路发现:S.uberis感染乳腺上皮细胞会显著上调精氨酸代谢关键酶NOS2的mRNA和蛋白表达水平(P<0.05),显著下调ARG1的表达水平(P<0.05)。与对照组相比,S.uberis感染乳腺后,显著上调了细胞中促炎因子IL-1β、TNF-α表达(P<0.05)。综上所述,S.uberis感染造成乳腺上皮细胞氨基酸代谢紊乱,加速细胞内精氨酸耗竭,诱发炎症反应。结果提示,精氨酸在宿主抵抗S.uberis感染过程中具有重要作用,可作为奶牛乳腺炎早期诊断和未来防治的突破口。