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断奶仔猪腹泻是最常见的仔猪疾病之一,也是引起断奶仔猪死亡的重要原因。该病已成为全世界范围内长期困扰养猪业健康发展的一个难题。而断奶仔猪腹泻发病机制尚未解析清楚,这也是影响防控效果的重要的科学问题。研究发现,断奶时仔猪肠道微环境改变,体内应激激素儿茶酚胺类激素水平明显升高,大肠杆菌密度明显增加,致病性大肠杆菌阳性率也明显增加。近年来,微生物内分泌学研究成果显示,体外条件下,细菌在儿茶酚胺类激素的作用下,能促进和增强自身的生长能力和毒力,可能在发病过程中起重要作用。但是,儿茶酚胺类激素如何影响细菌与宿主在疾病发病过程中的相互作用尚不明确,微生物内分泌学研究中体内试验数据很少。因此,我们以断奶仔猪腹泻发病机制研究中的不足为切入点,推测儿茶酚胺类激素促进产肠毒素大肠杆菌生长和毒力表达可能是促进断奶仔猪腹泻发生的一个新机制。本试验用模拟体内内环境的血清SAPI培养基,在去甲肾上腺素(NE)和肾上腺素(Epi)分别存在下测定10株猪源ETEC(以F4~+ETEC菌株为例)的生长曲线、测定多种抗生素对10株猪源F4~+ETEC的MIC值、用微量滴定法测定生物被膜形成、检测10株F4~+ETEC菌株对F4、estA、estB和elt毒力基因mRNA水平上表达的影响。之后,优化各种条件,建立猪源F4~+ETEC CVCC230标准株感染BALB/c小鼠模型,通过临床感官变化、肠炎疾病活动指数(Disease activity index,DAI)、肠道病理切片分析、氧化应激和炎性细胞因子分泌情况等指标检测NE与产肠毒素大肠杆菌相互作用,为研究儿茶酚胺类激素影响F4~+ETEC感染进程提供线索。主要结果如下:(1)生长曲线的测定表明,NE和Epi存在下均促进多数(90%)猪源F4~+产肠毒素性大肠杆菌(ETEC)的生长,对少数抑制菌株呈现抑制作用。尤其是接种6h后NE和Epi分别明显促进多数猪源F4~+ETEC菌株生长。NE和Epi对F4~+ETEC的促生长作用可能与α肾上腺素受体、β肾上腺素受体不存在关联。(2)NE和Epi作用下,增加多数猪源F4~+ETEC对不同抗生素的耐药性,少数没有影响。NE和Epi扩大了氟苯尼考对10株ETEC菌株的MIC,而对10株F4~+ETEC菌株对多粘菌素B的MIC无明显影响。(3)NE和Epi促进10株猪源F4~+ETEC的生物被膜形成能力。(4)NE和Epi存在下,分别促进部分猪源的F4~+ETEC菌株F4、estA、estB和elt毒力基因的mRNA水平的表达,同时也发现,对部分菌株的毒力基因没有明显影响,也可抑制少数菌株毒力基因的表达。(5)在NE存在下,F4~+ETEC CVCC230菌株转录组有288个基因差异表达,其中上调128个基因,下调160个基因。其中与生长、耐药性、生物被膜和毒力相关的差异表达基因分别有95个,12个,55个和14个。(6)根据小鼠DAI评分,确定F4~+ETEC CVCC230标准菌株为引起临床症状最显著的菌株,确定NE口服剂量8.45mg/kg/day的NE(50μM)为引起临床症状合适剂量。建立猪源ETEC CVCC230感染BALB/c小鼠模型,取得的主要结果如下:a细菌计数显示,口服F4~+ETEC CVCC230在小鼠十二指肠内定植,但未观察到NE明显促进F4~+ETEC CVCC230的定植。b NE增加F4~+ETEC CVCC230菌株在肠道内estB和elt毒力基因的mRNA水平的表达。c DAI评分显示,单独口服F4~+ETEC CVCC230引起小鼠DAI评分增加,单独口服NE对小鼠DAI影响不大,口服NE增强F4~+ETEC CVCC230对小鼠DAI。d病理切片结果显示,NE加重F4~+ETEC CVCC230引起十二指肠病理变化程度。e口服F4~+ETEC CVCC230引起十二指肠氧化损伤,NE促进F4~+ETEC CVCC230对十二指肠的氧化损伤。f口服F4~+ETEC CVCC230后,紧密连接蛋白基因mRNA水平上表达减少,血清中DAO含量升高。说明肠屏障通透性增加,肠功能受损。NE促进F4~+ETEC CVCC230菌株对十二指肠肠屏障的损伤。g口服CVCC230可扰乱小鼠肠道菌群,NE促进CVCC230引起更严重的肠道菌群紊乱。根据各项指标检测显示NE增强ETEC CVCC230对小鼠的致病性。推测可能在断奶仔猪腹泻发生时发挥着重要的生物学作用。本研究结果可为断奶仔猪腹泻的发病机制的解析研究提供新的数据参考和理论支持,将有助于断奶仔猪腹泻的防控。