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乳腺炎是奶牛业最常见的疾病之一，严重危害动物福利，给乳制品行业带来非常大经济损失。大肠杆菌是环境性乳腺炎最常见的病原体，脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分，通常用于模拟体内外大肠杆菌感染从而引起的炎症模型。LPS可通过启动多种信号通路触发炎症反应，导致白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎因子过量分泌。这些炎症因子还可以触发许多信号通路，包括激活AMPK/Nrf2通路信号通路以加强和维持炎症环境。此外，牛乳腺炎通常伴有全身氧化应激，可杀死病原体，但也可破坏乳腺组织。血乳屏障是乳腺组织防止病原微生物入侵的天然屏障，在乳腺炎期间会严重受损。抗生素仍然是目前治疗乳腺炎的主要方法，但其细菌耐药性和乳制品中的药物残留严重危害人体健康。因此，寻找一种安全、保护血乳屏障的措施具备极其重大的意义。
目前，海洋生物已经衍生出多种生物活性分子，因其有效性与副作用小的特点，成为研究人员关注的焦点，有些已开发为功能性健康品。岩藻多糖是一种来自褐藻的硫酸盐多糖，具有包括抗炎等广泛的生物活性功能。褐藻的细胞壁由酸性多糖（如岩藻多糖）的无定形基质组成，这些多糖通过蛋白质相互连接，赋予海藻结构完整性和灵活性。相关文献表明，岩藻多糖具有巨大的治疗潜力和健康益处。
然而，岩藻多糖是否对LPS诱导的乳腺炎具有保护作用尚不清楚。因此，作者研究了岩藻多糖对LPS诱导小鼠乳腺炎模型的影响，并探讨其潜在机制。
图1对小鼠乳腺炎病理切片做多元化的分析，发现与对照组相比，LPS组的乳腺结构明显受损，出现炎症细胞浸润、充血和乳腺腺泡不全。然而，岩藻多糖处理组，LPS诱导的乳腺损伤大幅度减少。ELISA和qPCR根据结果得出岩藻多糖减弱了乳腺组织中LPS诱导的促炎细胞因子IL-1β、TNF-α和COX-2、iNOS上升水平。免疫荧光根据结果得出褐藻糖胶处理可以抑制LPS诱导的免疫细胞的关键标志物F4/80和CD68的表达水平上升。
通过网络药理学分析发现49 个常见基因分别位于“褐藻糖胶”、“炎症”和“氧化”。KEGG分析和GO注释表明，靶基因与炎症反应和氧化应激有关。
如图3所示，岩藻多糖处理明显地增加了LC3的表达并降低了p62水平。随后检测了AMPK信号通路在岩藻多糖抗炎机制中的作用。为了进一步证明AMPK通路是岩藻多糖在LPS诱导的乳腺炎中的主要下游效应蛋白，采用了siRNA干扰技术。通过RT-qPCR测定验证了特异性RNA干扰效率。通过si-AMPK处理，AMPK mRNA的水平明显降低。Western blot结果为，si-AMPK处理显著抑制了Beclin和ULK1蛋白的磷酸化。岩藻多糖处理能增加Nrf2和HO-1的表达水平，而LPS处理降低了它们的表达水平。AMPK降低后，Nrf2的荧光强度明显降低。上述根据结果得出，岩藻多糖主要是通过AMPK途径促进Nrf2入核和自噬发生。
岩藻多糖对LPS刺激的乳腺炎的保护作用是通过抑制炎症和增强血乳屏障的完整性来实现的。本研究表明，在乳腺炎中，岩藻多糖可通过激活AMPK信号通路促进Nrf2入核和自噬发生，从而抑制氧化应激和乳腺的炎症损伤，保护血乳屏障（图4）。
梁孝本，男，硕士研究生，现就读于浙江大学动物科学学院，主要研究方向为天然产物活性及动物病毒性疾病治疗。本科就读浙江大学动物科学学院动物医学专业，目前就读浙江大学动物科学学院兽医专业。参与国家自然科学基金青年项目、浙江省自然科学基金项目，曾在Cells、Microbiology Spectrum参与发表文章。
