李宇航，羅仍卓么，王興平*，楊 箭，馬 云, 魏大為

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021； 2.寧夏回族自治區(qū)反芻動物分子細(xì)胞育種重點實驗室，銀川 750021)

乳腺炎是奶牛養(yǎng)殖業(yè)中一種發(fā)病率極高的疾病，可影響奶牛的健康，給牧場造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。因此，如何降低奶牛乳腺炎的發(fā)病率，保證奶牛健康、提高乳品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的是生產(chǎn)者面臨的問題。為解決上述問題，奶牛乳腺炎抗性分子育種技術(shù)亟待研發(fā)，而奶牛乳腺炎分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析可為上述問題奠定理論基礎(chǔ)。為探索奶牛乳腺炎發(fā)生和發(fā)展的分子調(diào)控機(jī)制，學(xué)者們挖掘到了上百個參與調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎的基因或基因位點[2-5]，其中，核轉(zhuǎn)位因子-κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)信號通路是奶牛乳腺炎的主要參與者，可誘導(dǎo)促炎性細(xì)胞因子及趨化因子的產(chǎn)生[6]，在乳腺炎癥調(diào)節(jié)中發(fā)揮巨大作用[7-8]。本文綜述了奶牛乳腺炎病因及病理變化，以及多種分子通過NF-κB信號通路調(diào)控奶牛乳腺炎的作用機(jī)制，以期為相關(guān)領(lǐng)域的深入研究提供參考。

1 奶牛乳腺炎病因及病理變化

1.1 奶牛乳腺炎的致病因素

奶牛乳腺炎是由病原微生物、奶牛個體、環(huán)境及飼養(yǎng)管理等多種原因引起的復(fù)雜疾病。引起奶牛乳腺炎的病原微生物主要有細(xì)菌、真菌、支原體和病毒等，其中大腸桿菌(E.coli)、金黃色葡萄球菌(S.aureus)、無乳鏈球菌(S.agalactiae)和乳房鏈球菌(S.uberis)較為常見[9]。以E.coli為代表的革蘭陰性菌可引起臨床乳腺炎，而S.aureus等革蘭陽性菌通常可引起臨床癥狀不太明顯的亞臨床乳腺炎[10]。奶牛個體因素是影響奶牛乳腺炎抗性和易感性的主要因素[11-12]。乳腺炎具有遺傳性，發(fā)病率高的母牛其后代發(fā)病率也會偏高，另外，高產(chǎn)奶牛易患乳腺炎也同樣具有遺傳性[13-14]。此外，奶牛飼料營養(yǎng)成分、牛舍的溫濕度和糞污污染等環(huán)境衛(wèi)生狀況極大程度地影響著乳腺炎的發(fā)生。在現(xiàn)代化牧場中，集約化養(yǎng)殖的擠奶設(shè)備也大大增加了乳腺炎的患病率[15]。在上述引發(fā)奶牛乳腺炎的多個因素中，個體因素是抗乳腺炎育種的突破口，也是學(xué)者們近年來的主要研究熱點，試圖挖掘乳腺炎抗性和易感性相關(guān)的基因或基因位點，以期為培育抗乳腺炎奶牛的新品種提供新的分子素材。

1.2 奶牛乳腺炎的病理變化

病原微生物通過乳頭管入侵乳腺組織后，快速增殖，致使乳腺被感染，從而導(dǎo)致乳區(qū)血管擴(kuò)張，血流緩慢，毛細(xì)血管通透性增加，局部血流障礙[16]。此外，血液中炎性介質(zhì)增多，肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生和分泌腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白介素-1(interleukin-1，IL-1)、白介素-6(interleukin-6，IL-6)、白介素-8(interleukin-8，IL-8)和白介素1β(interleukin-1β，IL-1β)等多種促炎細(xì)胞因子誘導(dǎo)嗜中性粒細(xì)胞從血液進(jìn)入乳腺組織中，加劇炎癥反應(yīng)[17]。長期的炎癥反應(yīng)可使乳腺小葉損傷、炎性細(xì)胞浸潤、上皮細(xì)胞增生和乳腺淋巴結(jié)腫大，嚴(yán)重時可導(dǎo)致乳池及輸乳管等組織壞死和萎縮，直至喪失泌乳功能，同時，出現(xiàn)乳汁絮狀沉淀、異味和體細(xì)胞數(shù)增加[18-20]，致使奶牛產(chǎn)奶量下降、乳品質(zhì)降低和治療成本增加，以及母牛被過早淘汰，給牧場造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 NF-κB信號通路與機(jī)體免疫

NF-κB廣泛存在于各種細(xì)胞內(nèi)，其家族有5個成員，分別為：RelA(p65)、RelB、c-Rel、NF-κB1(p50)和NF-κB2(p52)[21]，它們都包含能結(jié)合DNA的Rel同源結(jié)構(gòu)域，通過形成二聚體而正向或負(fù)向調(diào)控多種功能基因的轉(zhuǎn)錄[22]，從而參與調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫、應(yīng)激反應(yīng)、增殖和凋亡等多種生物學(xué)過程[23-24]。

NF-κB信號通路由多種蛋白質(zhì)組成，主要包括二聚體轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB/Rel)、與NF-κB相互作用的NF-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)和上游的IκB蛋白激酶(I kappa B kinase，IKK)等[25]。NF-κB信號通路是免疫系統(tǒng)正常發(fā)育和形成、淋巴器官生成、病原體識別、炎癥、啟動先天免疫反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)所必需的[21]。通常NF-κB與相關(guān)基因的啟動子結(jié)合，進(jìn)而啟動炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1β和IL-6等)、趨化因子(CXCL-8、CCL2和CCL5等)和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)等基因的轉(zhuǎn)錄[26-27]，從而調(diào)節(jié)人和其他動物的機(jī)體免疫以及多種類型的炎癥性疾病[25]。NF-κB的激活通常是源于兩種不同通路之一進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)果，被稱為經(jīng)典的和非經(jīng)典的NF-κB信號通路(圖1)[28]，這兩種通路的末端都存在多種類型的NF-κB、IκB和IKK，他們共同構(gòu)成了NF-κB信號通路的核心[29-30]。眾所周知，先天免疫是抵御病原體入侵的第一道防線，Toll樣受體家族(toll-like receptors，TLRs)是一類可以識別多種微生物成分并誘導(dǎo)先天性免疫反應(yīng)的主要傳感器[26]。經(jīng)典的NF-κB信號通路中，病原微生物感染宿主細(xì)胞后，受到TLRs、IL-1和TNF-α等刺激，IKK被激活，致使磷酸化IκB降解，從而使p65、p50從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，這一過程使NF-κB通路由抑制狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)，從而引起炎癥反應(yīng)[31]。與經(jīng)典的NF-κB信號通路相比，非經(jīng)典通路通常導(dǎo)致更持久的NF-κB活化反應(yīng)[29]，通過淋巴毒素β受體(recombinant lymphotoxin beta receptor，LTβR)、B細(xì)胞激活因子受體(B cell activating factor receptor，BAFF-R)和CD40配體等特異性受體激活，IKKα磷酸化，p100被激活并降解，隨后形成p52/RelB異源二聚體，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核并調(diào)節(jié)下游靶基因轉(zhuǎn)錄[32]。

圖1 NF-κB信號通路調(diào)節(jié)機(jī)體免疫Fig.1 NF-κB signaling pathway regulates immunity

3 NF-κB信號通路與奶牛乳腺炎

作為調(diào)節(jié)炎癥的關(guān)鍵信號通路，NF-κB通路在許多炎癥性疾病中扮演著重要的角色。病原體侵染奶牛乳腺組織可激活NF-κB及其信號通路，參與調(diào)節(jié)乳腺炎癥。近年來，NF-κB信號通路作為奶牛乳腺炎分子治療的重要靶點被廣泛研究，并取得了重要進(jìn)展。

3.1 奶牛乳腺炎對NF-κB活性的影響

NF-κB有兩種活性形式，一種與IκB結(jié)合以非活化的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，另一種是受到刺激后IκB磷酸化發(fā)生降解，迅速進(jìn)入細(xì)胞核，以活化的形式結(jié)合DNA[33]。與健康奶牛相比，感染乳腺炎的奶牛由于受致病細(xì)菌的刺激，NF-κB信號通路被激活，乳腺上皮細(xì)胞中NF-κB活性升高(這種活性與IL-8和GM-CSF表達(dá)高度相關(guān))，導(dǎo)致相關(guān)炎癥蛋白(如黏附分子、趨化因子和細(xì)胞因子)的表達(dá)水平增加，從而觸發(fā)了細(xì)胞炎癥反應(yīng)[6,34-35]。此外，Boulanger等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在健康奶牛乳體細(xì)胞中檢測不到有活性的NF-κB復(fù)合物，而在臨床型乳腺炎奶牛乳體細(xì)胞中NF-κB的活性很高，在亞臨床型乳腺炎牛乳體細(xì)胞中NF-κB的活性略有升高，說明奶牛乳腺炎可增加NF-κB活性。

3.2 NF-κB信號通路在奶牛乳腺炎中的調(diào)控作用

NF-κB信號通路的活化與奶牛乳腺炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)，多種mRNA、非編碼RNA和生物活性物質(zhì)均可通過不同方式影響NF-κB活性及其信號通路，進(jìn)而調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎的發(fā)展。

3.2.1 mRNA通過NF-κB通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎 奶牛乳腺炎的發(fā)生和發(fā)展過程受多個機(jī)體免疫和炎癥相關(guān)的編碼基因共同調(diào)節(jié)。近年來，學(xué)者們就E.coli及S.aureus引起的乳腺炎開展了很多編碼基因調(diào)控奶牛乳腺炎的分子機(jī)制研究，主要集中在NF-κB相關(guān)的信號通路上。

TLRs在識別多種微生物和激活先天免疫系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，越來越多的證據(jù)表明，TLRs及其配體在炎癥、腫瘤發(fā)生和自身免疫紊亂等多種病理條件下具有重要意義[36]。目前，在牛中已發(fā)現(xiàn)10個成員(TLR1～10)[37]，其中，Toll樣受體2(toll-like receptor 2，TLR2)和Toll樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)可識別革蘭陽性菌和革蘭陰性菌表面的病原體相關(guān)模式分子，進(jìn)而激活細(xì)胞內(nèi)NF-κB信號通路[38]。

TLR4途徑介導(dǎo)的NF-κB信號通路也受到其他mRNA的調(diào)節(jié)。過表達(dá)泛素樣修飾劑1連接酶1(ubiquitin-fold modifier1-specific ligase 1，UFL1)可抑制TLR4的表達(dá)、IκBα的降解和p65的磷酸化，從而抑制促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡、自噬和氧化應(yīng)激，減輕炎癥反應(yīng)和細(xì)胞損傷[39]，說明，UFL1通過調(diào)節(jié)NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性和靶基因的表達(dá)在乳腺炎癥反應(yīng)中發(fā)揮抑制作用。Sirtuin7(SIRT7)是一種NAD+依賴性脫乙酰酶，參與核糖體RNA合成、蛋白質(zhì)合成、DNA損傷反應(yīng)、代謝和腫瘤發(fā)生等多種生物學(xué)過程[40]。Chen等[41]研究發(fā)現(xiàn)，SIRT7在患有乳腺炎的奶牛乳腺組織和LPS處理的奶牛乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)量下調(diào)，可減弱TLR4、轉(zhuǎn)化生長因子活化激酶結(jié)合蛋白1(TAK1-binding protein 1，TAB1)和p-TAK1的上調(diào)，抑制NF-κB通路活化，從而下調(diào)炎性細(xì)胞因子、活性氧(reactive oxygen species，ROS)和NO的表達(dá)，進(jìn)而抑制細(xì)胞炎癥及細(xì)胞凋亡。

除以上mRNA外，還有一些mRNA可以通過NF-κB通路發(fā)揮作用。細(xì)胞色素氧化酶P4501A1(cytochromes P4501A1，CYP1A1)基因在乳腺炎奶牛的乳腺組織和炎性上皮細(xì)胞(inflammatory epithelial cells，INEs)中的表達(dá)均顯著下調(diào)[42]。Zhang等[42]研究發(fā)現(xiàn)，在LPS誘導(dǎo)的奶牛乳腺炎中超表達(dá)CYP1A1基因可促進(jìn)乳腺上皮細(xì)胞增殖，并且通過抑制NF-κB信號通路的激活而抑制TNF-α和IL-6的表達(dá)，從而減輕乳腺上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)。脂肪酸結(jié)合蛋白3(fatty acid binding proteins 3，F(xiàn)ABP3)在奶牛乳腺上皮細(xì)胞及外周血白細(xì)胞中均高豐度表達(dá)，可通過介導(dǎo)過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα)的表達(dá)來抑制NF-κB通路活化，從而調(diào)控LPS誘導(dǎo)的奶牛乳腺炎癥反應(yīng)[43]。Szperka等[44]發(fā)現(xiàn)，牛FLICE樣抑制蛋白(flice-like inhibitory protein，F(xiàn)LIP)的高表達(dá)阻斷了LPS和TNF-α誘導(dǎo)的NF-κB依賴性基因產(chǎn)物的上調(diào)，表明牛FLIP能夠作為一種抗凋亡信號分子發(fā)揮作用，還具有下調(diào)NF-κB依賴性基因表達(dá)的額外能力。在感染S.aureus的荷斯坦奶牛中，蛋白顆粒復(fù)合體9基因(trafficking protein particle complex 9，TRAPPC9)位點對白介素-17(interleukin-17，IL-17)有極顯著正相關(guān)效應(yīng)，并且分析發(fā)現(xiàn)，血清IL-17與NF-κB含量呈極顯著正相關(guān)，說明TRAPPC9有可能通過IL-17而增強(qiáng)NF-κB信號通路的活化能力，最終影響了奶牛對S.aureus型乳腺炎的抗性[45]。雖然以上mRNA均可通過NF-κB調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎癥，但具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚未闡明，仍需要進(jìn)一步探索。

3.2.2 miRNA通過NF-κB通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎 微小RNA(microRNA，miRNA)是一類長度約20～25個核苷酸所組成的內(nèi)源性非編碼RNA，可通過與mRNA 3′UTR結(jié)合來抑制靶基因的翻譯，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖分化、發(fā)育、穩(wěn)態(tài)和疾病進(jìn)展等多種生物學(xué)過程[46-47]。Li等[48]研究發(fā)現(xiàn)，IKKα是miR-223、miR-15a和miR-16的靶點，在人單核-巨噬細(xì)胞分化過程中，上述miRNA的表達(dá)下調(diào)，使IKKα蛋白顯著增加，從而促進(jìn)p52的產(chǎn)生，這一途徑是通過抑制NF-κB靶基因來防止新的巨噬細(xì)胞過度激活，同時，為新的NF-κB信號通路的激活做好準(zhǔn)備。miR-223可能是炎癥的負(fù)調(diào)節(jié)因子，可靶向IKKα和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transduction and activator of transcription 3，STAT3)基因，通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分化而調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥[48-49]。Li等[50]發(fā)現(xiàn),miR-145可通過抑制二磷酸腺苷核糖基化因子6(adenosine diphosphate ribosylation factor 6,ARF6)的表達(dá)阻斷和減少NF-κB信號通路，從而抑制炎癥因子的分泌，起到改善巨噬細(xì)胞炎癥狀態(tài)的作用。在奶牛乳腺炎中，Chen等[51]研究表明，包括miR-223在內(nèi)的25個miRNA在乳腺炎奶牛中的表達(dá)量顯著下降，而10個與NF-κB信號通路相關(guān)的mRNA(RelA,Rel,p105,p100,IκBα,IκBβ,IκBδ,IκBζ,Bcl-3和IKKα)的表達(dá)量均顯著增加，推測出這些miRNA 可抑制NF-κB信號通路中的基因表達(dá)，以維持奶牛的免疫平衡。上述結(jié)果說明，在乳腺炎奶牛中，一些低水平的miRNA降低了對NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的抑制作用，從而促進(jìn)免疫相關(guān)基因表達(dá)，進(jìn)而參與了抵抗細(xì)菌侵襲的免疫應(yīng)答。

現(xiàn)有報道表明，miR-146a和miR-214通過靶向NF-κB信號通路相關(guān)基因調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎癥(圖2)。Wang等[52]研究發(fā)現(xiàn)，與健康奶牛相比，感染S.aureus或E.coli型乳腺炎奶牛的乳腺組織中miR-146a的表達(dá)量顯著上調(diào)，可顯著抑制牛腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(tumor necrosis factor receptor related factor 6，TRAF6)及其下游NF-κB的mRNA 和蛋白表達(dá)水平，從而抑制炎癥介質(zhì)TNF-α、IL-6和IL-8的產(chǎn)生。上述結(jié)果證明，miR-146a通過下調(diào)TLR4/TRAF6/NF-κB通路發(fā)揮炎癥負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。促有絲分裂原蛋白激酶活化激酶14(mitogen-activated protein kinase kinase kinase 14，MAP3K14)是NF-κB信號通路上腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子3(tumor necrosis factor receptor related factor 3，TRAF3)的下游基因，TANK結(jié)合激酶1(TANK-binding kinase 1，TBK1)是TLR信號通路上TRAF3的下游基因[27,36]。Song等[53]對奶牛乳腺上皮細(xì)胞中的miR-214進(jìn)行干擾或過表達(dá)，發(fā)現(xiàn)miR-214可通過靶向抑制活化T細(xì)胞核因子3(nuclear factor of activated T cells C3，NFATc3)和TRAF3的表達(dá)，并間接抑制下游MAP3K14(NF-κB和腫瘤壞死因子信號通路關(guān)鍵基因)、TBK1(TLRs信號通路基因)及炎性細(xì)胞因子IL-6和IL-1β的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎。此外，miR-155模擬物轉(zhuǎn)染小鼠乳腺上皮細(xì)胞可促進(jìn)TNF-α和IL-1β的分泌，增強(qiáng)TLR2的表達(dá)，并激活NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)信號通路相關(guān)蛋白質(zhì)的磷酸化，表明miR-155可促進(jìn)S.aureus誘導(dǎo)的小鼠乳腺炎癥[54]。然而，miR-155是否參與NF-κB信號通路介導(dǎo)的奶牛乳腺炎癥，至今未見文獻(xiàn)報道，有待進(jìn)一步研究。

圖2 miRNA通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎Fig.2 miRNA regulates bovine mastitis through NF-κB signaling pathway

3.2.3 lncRNA通過NF-κB通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎 長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一類長度大于200個核苷酸的非編碼RNA。許多功能性lncRNA已被鑒定為各種生理和病理過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[55-56]，近年來，人類各種疾病的組織中檢測到大量差異表達(dá)的lncRNA[57]。越來越多的證據(jù)表明，lncRNA在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用，成為多種炎癥的生物標(biāo)志物[58]，但是，lncRNA通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎的報道較少。

NF-κB信號通路介導(dǎo)的lncRNA在奶牛乳腺炎中的研究，目前，僅lncRNA XIST、lncRNA LRRC75A-AS1和lncRNA H19有相關(guān)研究報道(圖3)。?zdemir和Altun[59]在正常及感染牛分枝桿菌(M.bovis)的奶牛乳腺組織中，發(fā)現(xiàn)有1 310個差異表達(dá)mRNA和57個差異表達(dá)lncRNA(包含19個新的差異表達(dá)lncRNA)。M.bovis感染的奶牛乳腺組織通常通過NF-κB通路產(chǎn)生免疫應(yīng)答，lncRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)在NF-κB和磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositide 3 kinases/protein kinase B，PI3K-Akt)通路中發(fā)揮作用，有助于了解奶牛乳腺組織中M.bovis免疫應(yīng)答的分子機(jī)制[59]。在E.coli或S.aureus誘導(dǎo)的奶牛乳腺炎中，lncRNA XIST可通過抑制NF-κB通路的激活和促炎癥細(xì)胞因子的形成，來延緩細(xì)胞凋亡、維持細(xì)胞活力和促進(jìn)細(xì)胞增殖[60]?；罨腘F-κB通路可促進(jìn)XIST和NOD樣受體蛋白3 (NOD-like receptor protein，NLRP3)炎癥小體的表達(dá)，同時，XIST負(fù)反饋調(diào)節(jié)NF-κB/NLRP3炎癥小體通路，從而介導(dǎo)炎癥過程，表明XIST在奶牛乳腺炎中可抑制過度和持續(xù)的炎癥過程[60]。Wang等[61]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA LRRC75A-AS1通過靶向LRRC75A基因，使緊密連接蛋白表達(dá)量增加，調(diào)節(jié)細(xì)胞的通透性，抑制細(xì)菌的侵襲及黏附能力，并通過抑制NF-κB信號通路的激活減輕乳腺炎癥反應(yīng)。在奶牛乳腺炎中，lncRNA H19的過度表達(dá)通過促進(jìn)炎性細(xì)胞因子的分泌和NF-κB通路的激活，增強(qiáng)奶牛乳腺上皮細(xì)胞系(mammary alveolar cell-T，MAC-T)的免疫應(yīng)答，在炎癥結(jié)束時，lncRNA H19的過度表達(dá)上調(diào)了緊密連接蛋白，恢復(fù)了血乳屏障，有利于被感染乳腺的功能恢復(fù)[62]。綜上所述，目前，僅有3個lncRNA在奶牛乳腺炎中開展了調(diào)控機(jī)制研究。與所篩選的差異表達(dá)lncRNA的數(shù)量相比，仍有很多差異表達(dá)lncRNA在NF-κB信號通路中的調(diào)控作用及其在奶牛乳腺炎中的作用機(jī)制有待于進(jìn)一步探索。

圖3 LncRNA通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎Fig.3 LncRNA regulates bovine mastitis through NF-κB signaling pathway

3.2.4 circRNA可能通過NF-κB通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎 環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)是一類呈封閉環(huán)狀的非編碼RNA，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易受RNA外切酶影響，其表達(dá)具有組織特異性[63]。CircRNA分子富含miRNA的結(jié)合位點，起到miRNA分子海綿的作用，進(jìn)而間接實現(xiàn)對miRNA靶基因的調(diào)節(jié)[64]，廣泛參與人體和動物體的多種生理學(xué)及病理學(xué)的調(diào)控過程[65]。

目前為止，circRNA關(guān)于對奶牛乳腺炎方面調(diào)控的研究僅有極少數(shù)文獻(xiàn)報道。王兵兵[66]研究發(fā)現(xiàn)，circLPP在奶牛乳腺感染炎癥后的表達(dá)水平顯著上調(diào)，通過circLPP/miR-615/SPRED3(sprouty related EVH1 domain containing 3)相互調(diào)控作用而誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子分泌，降低乳腺上皮細(xì)胞的活力并抑制其增殖，從而參與乳腺炎發(fā)展過程。張彭媛[67]發(fā)現(xiàn)，circKIAA在炎癥狀態(tài)下的奶牛乳腺組織及LPS誘導(dǎo)的乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)均明顯高于正常組，circKIAA可通過對miR-326的海綿吸附作用而促進(jìn)炎性細(xì)胞因子和上調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(Bcl-2)的表達(dá)，進(jìn)而抑制乳腺上皮細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡。值得注意的是，circRNA可通過NF-κB調(diào)節(jié)人和小鼠的炎癥過程(圖4)。小鼠circ_1639充當(dāng)miR-122的海綿，靶向調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子受體超家族13C(tumor necrosis factor receptor superfamily 13C，TNFRSF13C)基因，促進(jìn)NF-κB通路的激活，從而加重酒精性肝炎[68]；circRNA_09505通過miR-6089/AKT1/NF-κB軸加重類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎小鼠的炎癥和關(guān)節(jié)損傷[69]；circ-RELL1通過miR-6873-3p/髓樣分化因子88(MyD88)/NF-κB軸調(diào)節(jié)人內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[70]；circ_0054633通過NF-κB信號通路減輕了LPS誘導(dǎo)的大鼠急性肺損傷[71]。另外，circ-Sirt1可通過與NF-κB p65直接相互作用，進(jìn)而抑制NF-κB的激活[72]。綜上所述，circRNA可以通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)人或大鼠、小鼠模型的一些炎癥性疾病。但是，迄今為止，在牛中沒有circRNA通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)炎癥的研究報道。不同物種基因序列和功能上具有相似性，因此，推測circRNA也有可能通過NF-κB通路而調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎，有待于進(jìn)一步探索，這也可為學(xué)者們的進(jìn)一步研究提供新思路。

圖4 CircRNA通過NF-κB信號通路調(diào)節(jié)炎癥Fig.4 CircRNA regulates inflammation through NF-κB signaling pathway

3.2.5 生物活性物質(zhì)通過NF-κB通路調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎 中草藥在預(yù)防及治療疾病中發(fā)揮著顯著的作用，其中，許多已被證明對多種疾病有免疫調(diào)節(jié)、抗炎和抗氧化等生物學(xué)功能，并且能對病原菌產(chǎn)生明顯的抑制效果[73-74]。中草藥對疾病的作用主要依賴于其中的生物活性物質(zhì)[75]。生物活性物質(zhì)具有種類多、無藥物殘留、不產(chǎn)生耐藥性和刺激較小等優(yōu)點，在奶牛乳腺炎的治療上有較大的優(yōu)勢和潛力[76-77]。近年來，學(xué)者們進(jìn)行了多種生物活性物質(zhì)對奶牛乳腺炎的調(diào)控機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)這些生物活性物質(zhì)大多都是通過NF-κB信號通路而調(diào)節(jié)奶牛乳腺炎癥過程(表1)，這些重要進(jìn)展可為治療奶牛乳腺炎新型藥物和飼料添加劑的研發(fā)提供理論參考。

表1 不同生物活性物質(zhì)通過NF-κB信號通路對奶牛及模式動物乳腺炎的調(diào)節(jié)作用

(轉(zhuǎn)下頁 Carried forward)

4 展 望

NF-κB作為細(xì)胞內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，已成為奶牛乳腺炎研究的重要靶點，調(diào)控NF-κB信號通路是控制奶牛乳腺炎的有效策略。近年來，學(xué)者們研究了部分mRNA和非編碼RNA通過NF-κB調(diào)節(jié)乳房炎的分子作用機(jī)制。同時，已發(fā)現(xiàn)較多生物活性物質(zhì)可通過NF-κB通路對乳腺炎產(chǎn)生聯(lián)合治療效果。但是，上述研究大部分僅集中在細(xì)胞水平上，亟待開展在實驗動物及奶?；铙w水平的驗證。此外，非編碼RNA通過NF-κB信號通路對奶牛乳腺炎的調(diào)控作用機(jī)制研究較少，尤其是circRNA暫未見報道。因此，更多非編碼RNA通過NF-κB通路對奶牛乳腺炎的分子調(diào)控機(jī)制仍然需要深入研究。探明NF-κB通路的調(diào)節(jié)機(jī)制，可為奶牛乳腺炎的生物治療、乃至生物活性藥物研發(fā)與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，將有助于實現(xiàn)奶牛安全健康養(yǎng)殖和提高牧場經(jīng)濟(jì)效益。