畜禽运输是畜牧业生产过程中必不可少的一个重要环节,运输过程中的拥挤、颠簸、震动、噪音、温度变化和禁食禁水等复合应激源均可造成动物机体生理紊乱、发病甚至死亡,同时降低肉品质量和动物福利,给畜牧业带来巨大的经济损失。热休克蛋白参与各种生命活动,主要发挥分子伴侣作用,具有组装、折叠和转运等功能,同时参与抗应激和抗凋亡等生理活动,在运输应激中可能发挥一定的作用。本实验选用12只体重相近(13.89±2.96 Kg)且健康的赣西公山羊为实验动物并将其随机分为3组,即对照组(不运输)、2 h运输处理组和6 h运输处理组,运输处理组在温度为28℃~32℃、车速为35~45 km/h条件下进行公路运输,运用HE染色、透射电镜技术、实时定量PCR、免疫组织化学和Western blot方法,系统分析了不同运输时间山羊心脏、肝脏、肾脏、肺脏、气管、支气管、脾脏、淋巴结和小肠的显微和超微病理变化,并探讨运输前后HSP27、HSP70和HSP90在山羊主要器官的分布和表达情况,为探讨山羊运输应激发病机制及其解决方案的研究提供基础资料。本研究主要取得了以下结果:(1)山羊心脏实验结果表明运输后心肌纤维发生颗粒变性,线粒体肿胀、破裂,间质水肿、充血出血、炎性细胞浸润,6 h运输处理组病变更严重。3种蛋白主要在心肌细胞胞质中表达,HSP27和HSP90在胞核中也表达。与对照组相比,2 h和6 h运输处理组HSP27、HSP70和HSP90的mRNA水平均升高,并且2 h运输处理组HSP27、HSP70和HSP90的蛋白表达量也有所升高,6 h运输处理组仅HSP70和HSP90的蛋白表达量有所升高。(2)山羊肝脏实验结果表明处理组肝脏发生不同程度的损伤,中央静脉扩张充血,窦间隙变小,肝细胞出现明显的颗粒和水泡变性,少量肝细胞核染色质聚集,线粒体肿大变形、嵴断裂消失,胞质中出现空泡和脂滴,6 h运输处理组更为严重。HSP27在中央静脉和门管区附近的肝细胞、血管内皮细胞及胆小管上皮细胞的胞质中都有分布;HSP70与HSP90主要定位于中央静脉和门管区附近的肝细胞胞质中,HSP90在胞核也有表达。与对照组相比,2 h运输处理组仅HSP27和HSP90的mRNA表达量上调,而6 h运输处理组仅HSP70的mRNA表达量上调,同时两个处理组仅HSP27与HSP70的蛋白表达量高于对照组。(3)山羊肾脏实验结果表明部分肾小管和集合小管结构紊乱,管腔界限不清,管腔可见脱落的上皮细胞和黏液,肾小球充血、肿胀,肾小囊腔变窄,线粒体肿胀且嵴断裂并减少,运输6 h后充血、出血更明显,管腔和肾小球细胞损伤更严重。对照组3种蛋白主要在肾小管和集合小管表达,运输后表达更强,处理组肾小体也可见阳性反应。与对照组相比,2 h运输处理组HSP27与HSP90的mRNA和蛋白表达量均有上调,而HSP70的mRNA的表达量下调,其蛋白表达量上调,6 h运输处理组仅HSP27的mRNA表达上调,而3个分子的蛋白表达均上调。(4)山羊肺脏、气管和支气管实验结果表明运输后气管和支气管黏膜水肿、充血,炎性细胞浸润,纤毛倒伏、断裂和脱落,少量黏膜上皮细胞变性、坏死,纤毛和杯状细胞超微病变明显,线粒体肿胀、嵴溶解减少,血管内皮细胞膜起泡、破损。肺泡腔塌陷或融合,肺泡隔增宽、充血,炎性细胞浸润,部分肺泡上皮细胞变性,肺泡腔可见脱落的细胞和碎片,肺泡II型上皮细胞超微病变明显,肺泡I型上皮细胞膜不平整、胞质空泡化,运输6 h后损伤更严重。HSP27和HSP70在气管和支气管上皮、腺上皮和血管内皮表达,处理组阳性表达的炎性细胞数量增多,在肺泡细胞和细支气管上皮普遍表达,HSP90表达强度较弱,仅在气管和支气管上皮、腺上皮及肺泡II型上皮细胞、细支气管上皮表达。气管HSP70蛋白表达量在2 h和6 h运输处理组与对照组相比明显上调,2 h运输处理组肺脏HSP70的mRNA和蛋白表达量与对照组相比均明显上调。(5)山羊淋巴结和脾脏实验结果表明运输后淋巴结和脾脏均出现急性病理变化,淋巴小结和脾小结增生明显,6 h运输处理组淋巴细胞和网状内皮细胞可见核破碎,细胞超微病变明显,发生凋亡或坏死。运输前后3种蛋白在淋巴结和脾脏中的定位存在差异,HSP27主要分布在弥散淋巴组织,HSP70和HSP90主要分布在淋巴小结和脾小结。与对照组相比,2 h运输处理组HSP27、HSP70和HSP90的mRNA水平在淋巴结和脾脏中均上调,而6 h运输处理组仅淋巴结中HSP70的mRNA水平和脾脏中HSP90的mRNA水平有所上调;两个处理组的淋巴结与脾脏HSP90蛋白表达量均有所上调,并且运输2 h后HSP27的蛋白在脾脏、HSP70的蛋白在淋巴结的表达量上调,运输6 h后HSP70在脾脏中的表达量与对照组相比下调。(6)山羊十二指肠、空肠和回肠实验结果表明运输后肠绒毛黏膜上皮和固有层有炎性细胞浸润、充血和出血,少量上皮细胞变性,微绒毛倒伏,核固缩,线粒体肿胀、增生。3种蛋白主要在肠绒毛上皮表达,HSP27和HSP70主要在胞质表达,HSP90在胞质和胞核均有表达。与对照组相比,十二指肠中HSP27和HSP70的mRNA水平在6 h运输处理组中均上调,2 h运输处理组仅HSP27的mRNA水平上调,而在蛋白水平上,仅HSP90的蛋白表达量在运输6 h后上调;空肠HSP27、HSP70和HSP90的mRNA水平在2 h运输处理组均上调,6 h运输处理组中仅HSP70的mRNA水平上调;回肠中仅HSP70的mRNA水平在2 h运输处理组上调,而HSP27的mRNA水平在两个处理组中均下调,HSP27蛋白表达量在两个处理组均明显降低,在运输2 h后HSP70蛋白表达量与对照组和6 h运输处理组相比均有所升高。总之,运输应激对山羊主要实质器官和空腔器官均造成了一定程度的病理性损伤,随着运输时间的延长损伤加重。运输后,HSP27、HSP70和HSP90的定位情况在不同器官中均出现了不同的变化,其mRNA和蛋白的表达量也有一定的变化,提示这些分子与运输应激对山羊脏器的损伤之间存在一定的联系。