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血红素氧合酶（HO-1）是一种催化血红素分解为胆红素、一氧化碳和亚铁离子的关键酶。动物机体95%的铁来源于衰老红细胞再循环的铁,即分解血红素产生的铁,因此HO-1在铁代谢中的作用至关重要。近年来相关研究集中于其抗氧化功能上,而HO-1在机体铁代谢过程中所起的作用不甚明了。巨噬细胞作为HO-1分解血红素的主要场所,其在抗感染过程中表现出的铁调节功能是否由HO-1介导?目前仍不清楚。本试验通过分析HO-1在机体铁代谢重要器官中的分布情况,研究HO-1对机体铁代谢的影响,进而探究HO-1对小鼠炎症反应及巨噬细胞功能的影响,旨在揭示HO-1在巨噬细胞功能与铁调节功能互作中的重要作用,为在感染条件下仔猪缺铁症的预防和控制提供新思路。试验一:HO-1在小鼠体内的表达规律及细胞定位本试验以小鼠为研究对象,探究了 HO-1在铁吸收组织（十二指肠和空肠）、铁储存组织（肝脏）、铁回收组织（脾脏）及肾脏中的表达规律。Real-time PCR结果表明,脾脏的HO-1 mRNA表达水平最高,显著高于其他被检组织（p<0.01）。Western Blot结果显示,HO-1的蛋白表达规律与其mRNA表达结果类似,即在脾脏中HO-1具有最高的蛋白表达量,但在十二指肠中几乎检测不到。细胞定位结果表明,HO-1与小鼠巨噬细胞标记物F4/80有高度重合性,说明HO-1主要表达于巨噬细胞中。以上结果表明,HO-1高表达于小鼠的脾脏,且主要表达于脾脏中的巨噬细胞内。试验二:HO-1对小鼠以及巨噬细胞铁代谢的影响本试验通过腹腔注射hemin和ZnPP构建HO-1的过表达与抑制小鼠模型,探究了 HO-1对铁沉积以及铁代谢相关基因表达的影响。试验结果表明,腹腔注射hemin（30mg/kg）能够显著提高小鼠脾、肾、肝和十二指肠中的HO-1蛋白表达量,最高可增加1.3倍,而注射ZnPP（25mg/kg）能够显著降低脾、肾和十二指肠的HO-1蛋白表达量,最高可降低82.7%,说明HO-1过表达与抑制模型构建成功。机体铁代谢结果表明:过表达HO-1能够明显增加脾脏组织的铁沉积,显著升高了十二指肠、脾脏以及肝脏中铁蛋白（FtL）的mRNA表达水平,其中在肝脏组织中升高了 2.7倍;过表达HO-1能显著升高脾脏和肝脏中膜铁转运蛋白（FPN）的mRNA表达水平,最多可升高84.3%,同时,过表达HO-1显著降低了 43.2%的二价金属离子转运蛋白（DMT1）基因在十二指肠中的表达水平。而抑制HO-1可显著降低脾脏和肝脏中FPN的mRNA表达水平（p<0.05）,其中在肝脏中降低了48.2%。用巨噬细胞RAW264.7进行体外试验,分别用hemin（30μM）和ZnPP（25 μM）通过药物添加至培养基的方式构建巨噬细胞HO-1的诱导与抑制模型。巨噬细胞铁代谢结果表明:诱导HO-1能增加巨噬细胞胞内铁浓度,显著提高了铁蛋白（FtL和FtH）的mRNA表达水平,使FPN的mRNA表达水平显著提高83.7倍,但使铁代谢调节基因Hamp和转铁蛋白受体（TfRC）的mRNA表达水平分别降低了53.5%和23.7%。与此相反,抑制HO-1显著降低了铁蛋白的基因表达量（p<0.05）,显著提高了 Hamp和TfRC的mRNA表达水平（p<0.01）。以上结果表明,HO-1能够显著影响机体和巨噬细胞的铁代谢,即增加机体铁沉积,提高铁的储存,同时又减缓巨噬细胞对胞外铁的摄取,加速胞内铁的排出。试验三:HO-1对小鼠炎症反应及巨噬细胞功能的影响铁代谢与巨噬细胞的功能发挥有着重要联系,为此我们探究了 HO-1对小鼠炎症反应及巨噬细胞功能的影响。本试验在构建HO-1的过表达与抑制小鼠模型的基础上,通过给小鼠灌胃E.coli K88（2X 108 CFU）构建感染模型,分析十二指肠与脾脏组织中炎症因子的分泌情况,并在体外试验中探讨HO-1对巨噬细胞分泌功能、极化功能、迁移功能以及趋化功能的影响。小鼠试验结果表明,过表达HO-1能显著提高十二指肠、脾脏中抑炎因子IL-10 mRNA的表达,使脾脏中促炎因子IL-1β mRNA表达量降低了 43.4%;而抑制HO-1显著提高了十二指肠、脾脏促炎因子IL-6 mRNA的表达,其中十二指肠中提高了 1.8倍。细胞试验结果表明,过表达HO-1使IL-1β mRNA表达水平显著降低了 56.9%,使iNOS显著降低了 19.6%,而使IL-10显著升高了 1.31倍。然而,抑制HO-1使IL-6mRNA表达水平显著升高了 3.0倍。综上所述,HO-1具有抑制炎症反应的作用,能明显抑制促炎因子IL-1β和IL-6的基因表达,而促进抑炎因子IL-10基因的表达。巨噬细胞功能试验结果表明:过表达HO-1可显著降低M1型极化标识因子iNOS的蛋白表达水平以及iNOS、IL-6和Cox2的mRNA表达水平,其中iNOS可降低73.0%,可显著提高M2型极化标识因子Arg-1、IL-10和Fizzl的mRNA表达水平（p<0.001）;过表达HO-1可显著提高巨噬细胞迁移率（p<0.01）,显著提高MCP-1、CCL8等趋化因子的mRNA表达水平。而抑制HO-1表达则显示出完全相反的结果。以上结果表明,HO-1能够抑制机体炎症反应,诱导巨噬细胞向M2型极化,提高巨噬细胞的迁移率,促进巨噬细胞趋化因子的表达。综上所述,HO-1能够增加机体铁沉积,提高铁的储存,同时又减缓巨噬细胞对胞外铁的摄取,加速胞内铁的排出;能够抑制机体炎症反应,诱导巨噬细胞向M2型极化,促进巨噬细胞趋化因子的表达,提高巨噬细胞的迁移率。该研究表明了 HO-1可以调节机体铁代谢,且对巨噬细胞功能产生了重要影响,在机体免疫中可能发挥一定作用,为感染条件下仔猪缺铁症的预防和控制提供了 一定的理论依据。