绝大多数奶牛跛行都是蹄病所引起的,而奶牛养殖中最为常见的一种蹄病就是蹄叶炎。目前普遍认为该病是由于日粮中精料过高所引起的,然而其发病机理尚不明确。本试验利用低聚果糖诱导奶牛急性蹄叶炎模型,研究中性粒细胞(PMN)的活化表达及多种蛋白酶的变化情况,以期为进一步深入研究提供理论基础及实验依据。本试验选择12头健康无蹄病的奶牛,随机均分两组:对照(CON)组和低聚果糖(OF)组。OF组奶牛在0 h时通过瘤胃导管灌注17 g/kg的低聚果糖(溶于2 L/100 kg的自来水中),CON组奶牛灌注2 L/100 kg自来水。在灌注前0 h及灌注后6 h、12 h、18 h、24 h、36 h、48h、60 h及72 h颈静脉采血80m L,用于分离血浆及PMN。在72 h后,进行安乐死,收集蹄叶组织。通过明胶酶谱及反向明胶酶谱法,测定血浆及蹄叶组织中,基质金属蛋白酶(MMP)及其抑制剂(TIMP)活性变化。通过Western blot方法,测定蹄叶组织中中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)及髓过氧化物酶(MPO)蛋白含量变化。通过荧光法,对比PMN内源性及佛波酯(PMA)刺激的活性氧(ROS)产量变化。通过实时荧光定量PCR技术,检测各时间点中PMN炎症、粘附趋化、氧化应激、类花生酸合成及代谢受体等27种基因的表达。结果显示,在血浆中,与CON组奶牛相比,OF组奶牛MMP9活性在36 h～60 h期间活性显著增加,TIMP1在18 h时活性降低(P<0.05),TIMP2在48 h时活性显著增加(P<0.01),MMP9/TIMP1在18 h时显著增加(P<0.01),而MMP2活性无变化;在蹄叶组织中,与CON组相比,OF组MMP9活性增加(P<0.05),TIMP1活性降低(P<0.05),蹄叶组织MMP9/TIMP1显著增加(P<0.05),而MMP2及TIMP2活性无差异。Western blot结果表明,与CON组相比,OF组奶牛蹄叶组织中NE蛋白表达显著增加(P<0.01),而MPO蛋白表达无显著变化(P>0.05)。PMN的ROS产量结果表明,CON组中,PMA诱导的ROS产量在所有时间点中均显著高于内源性ROS产量(P<0.01);OF组中,PMA诱导的ROS产量在12 h～48 h显著降低,与内源性ROS产量相比无差异(P>0.05)。实时荧光定量PCR结果表明,OF组中,炎症基因(IL1α、IL1β、IL6、IL10、TNFα、STAT3、TLR4、HP及MMP9)均明显增加,其中IL1α在72 h时仍保持较高水平;粘附趋化基因(CXCR2、CXCL8、CD62L、ITGA4、ITGAM及ITGB2)均明显增加,其中CXCR2及ITGA4在72 h仍保持较高水平;氧化应激及类花生酸合成基因中,SOD1及MPO表达下调,其他基因表达均上调,其中SOD2、S100A8、ALOX5及ALOX5AP表达在72 h时仍高于CON组;代谢受体基因中,Fas、GRα及INSR表达呈下降趋势,而LDHA及PANX1表达无差异(P>0.05)。以上结果表明,低聚果糖诱导奶牛急性蹄叶炎的发病期间,血浆及蹄叶组织中MMP9活性增加,其抑制剂TIMP1活性降低,这有助于PMN的粘附迁移,造成蹄叶基底膜的降解。此外,PMN中ROS产量和多种基因表达活化,参与了全身及局部蹄叶组织中的炎症反应,在奶牛蹄叶炎的发病中起重要作用。