钩端螺旋体病（钩体病）是由钩端螺旋体（钩体）引起的人畜共患病，可感染几乎所有哺乳动物，是世界范围内的公共卫生问题。钩体通过人和动物的破损皮肤和黏膜进入体内，造成感染。严重感染可导致人和动物多器官出血、衰竭甚至死亡，而慢性感染则往往造成肝肾的慢性损伤、妊娠人和动物的流产等。动物钩体病中，繁殖障碍是较为常见的临床症状，它可引起猪、牛、马和犬等动物的流产、产死胎、早产和产弱仔，给动物带来痛苦的同时也带来了巨大的经济损失。可见，动物钩体病的防治意义重大，但目前，针对动物钩体病的研究开展较少。因此，本研究从两方面着手，一方面从动物钩体病的主要临床症状之一繁殖障碍入手，通过将钩体直接作用于动物子宫，初步观察其对子宫机能的影响，并针对这一临床症状筛选有效治疗药物，以期为临床治疗钩体病提供可行方案；另一方面，利用转录组技术，对与钩体致病相关基因进行筛查并筛选有望作为苗和诊断候选基因的致病相关基因，为临床防治钩体病奠定基础。钩体已被证实可进入动物子宫，而子宫内所表达的多种因子形成的子宫微环境与胚胎的着床以及胎儿的生长紧密相关。因此，本研究以子宫内表达的与妊娠相关的子宫内细胞外基质（ECM）和促炎因子为切入点，利用已经被报道可因钩体导致繁殖障碍的犬为动物模型，子宫灌注感染钩体，分时间点采集子宫样品，并通过观察组织病理学变化、测定促炎因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6）和细胞外基质（如CL IV、FN和LN）表达情况，初步分析钩体对犬子宫机能的影响。结果显示，钩体感染犬子宫会造成子宫组织损伤，引起炎性细胞浸润，导致子宫内膜界限不清，边缘不整；3种促炎细胞因子表达量显著上升，引发剧烈的炎症反应；同时钩体可引起犬子宫组织3种ECM蛋白的表达下调。因此，在临床治疗动物因感染钩体而导致的繁殖障碍时，应考虑抗炎治疗，以减轻局部的炎症反应，同时采用抗生素治疗清除钩体。中药单体抗炎一直是抗炎治疗的研究热点，本实验室一直利用小鼠模型来研究奶牛的乳腺炎、子宫内膜炎并筛选具有抗炎作用的中药单体。因此，本研究以小鼠为动物模型，建立钩体子宫感染，并选取本实验室已证实具有抗炎作用的中药单体大黄素、百里香酚和紫云英苷为抗炎药物，通过感染前后腹腔注射给予大黄素（4mg/kg）、百里香酚（20mg/kg）和紫云英苷组（50mg/kg）并测定TNF-α、IL-1β和IL-6这3种促炎因子的表达情况，评价这3种中药单体对感染钩体的小鼠子宫组织炎症反应的抑制作用，同时，鉴于子宫内膜上皮细胞分泌的细胞因子可以对胎儿造成最直接的影响，本研究通过体外培养小鼠子宫内膜上皮细胞，以NF-κB和MAPKs两条主要的炎症信号通路为切入点，使用大黄素（40μg/mL）、百里香酚（40μg/mL）和紫云英苷（100μg/mL）3种中药单体预处理后感染钩体，通过测定促炎因子表达及NF-κB和MAPKs两条信号通路磷酸化情况分析中药单体的抗炎机制。结果显示，3种中药单体均可显著降低促炎因子的表达，发挥抗炎作用的机制则是通过抑制NF-κB和MAPKs两条信号通路的磷酸化实现的。因此，在临床预防及治疗钩体导致的子宫局部炎症时，可以考虑上述3种中药单体。抗生素一直是治疗钩体病的主要手段，但在以往的治疗中发现，青霉素等治疗后，仍可从宿主排出尿液中检出钩体，造成组织慢性损伤的同时污染环境。因此，本研究将存活率，病原清除率以及组织损伤情况作为主要的评价指标，以对钩体敏感的金黄地鼠为感染模型，评价不同剂量的头孢吡肟（2、5、10和20mg/kg）、尔他培南（2.5、5和10mg/kg）和诺氟沙星（20、40和80mg/kg）的治疗效果。结果显示，头孢吡肟的3个治疗剂量均可显著提高感染钩体的金黄地鼠存活率，清除体内钩体并减轻组织损伤，可作为临床治疗钩体病的候选抗生素。治疗钩体病有效药物的筛选有助于积极高效的临床治疗，但若要从根本上防治钩体病则需要对其致病机制进行深入分析。目前，钩体病的致病机制尚未阐明，缺乏对其致病基因的了解是最重要的原因之一。基于这种认知，本研究对强毒力、中等毒力和无毒力3种不同毒力的钩体进行转录组测序，筛选有望作为疫苗和诊断候选基因的致病相关基因。结果显示，与无毒力株相比，强毒力株和中等毒力株存在上百个差异表达的基因。其中一些被证实与毒力相关的基因如katE、hemO和htpG以及潜在的毒力基因sph1和sph2；与参与钩体侵袭和黏附相关的运动和趋化基因fliC、fliE、fliK、fliE、fliS、flgG、flgC；与宿主ECM互作的ligB和lipL32均呈现表达异常。此外，出现差异表达的基因主要集中在多种生化途径，涉及碳源代谢、脂类代谢、能量产生、多种化合物的结合以及抗氧化等，说明参与这些进程的基因中，有可能存在与毒力变化密切相关的基因，可能是使钩体毒力减弱的主要原因。因此，可通过不同毒力钩体转录组测序，从病原的代谢途径与相关毒力基因表达差异的角度，筛选有望作为疫苗和诊断候选基因的致病相关基因，为临床防治钩体病奠定基础。