乳腺炎是严重危害奶牛健康的重要疾病。该病导致患牛泌乳量减少、奶牛淘汰率增加,同时引发相关食品安全问题。奶牛乳腺炎的发生与许多因素有关,其中病原感染是奶牛乳腺炎发生的主要原因。诸多报道显示多种微生物均可引发该病,包括病毒、寄生虫、支原体、真菌及细菌等等。金黄色葡萄球菌(金葡菌)是诱发奶牛乳腺炎的主要病原。然而,我们临床调查发现并不是金葡菌入侵的所有奶牛都发生乳腺炎。这些说明该病的发生与动物机体的自身免疫状态密切相关。众所周知,营养状态与哺乳动物的免疫能力密切相关。奶牛产后大量泌乳,众多营养物质损失,导致机体免疫力降低。此时乳腺组织对外界入侵病原防御能力降低,致病微生物感染引发乳腺炎。研究显示,缺硒促进泌乳早期乳腺炎的发生,增加日粮硒摄入可显著提高细胞吞噬活性并降低乳腺炎发生。大量的临床研究还发现,奶牛金葡菌性乳腺炎患病率与牛乳中硒含量呈现线性相关。日粮中适当补硒可减少乳腺病原菌感染,显著降低乳腺炎发病率,但其中的作用机制目前还不清楚。本研究以硒对乳腺局部免疫调控作用为切入点,探究其对金葡菌性乳腺炎发生影响并初步分析其作用机制。研究首先饲喂小鼠不同含硒浓度的鼠粮,然后建立金葡菌乳腺炎模型,同时分离乳腺上皮细胞进行相关研究。结果发现金葡菌感染导致乳腺组织结构被破坏,大量乳腺上皮细胞脱落死亡。缺硒饲喂小鼠炎性损伤最为严重,而富硒饲喂小鼠炎症变化相对轻微。对炎性因子进行分析发现,缺硒促进乳腺组织因金葡菌感染导致的IL-1β,TNF-α、IL-6,12、IFN-γ、NO等促炎因子分泌,抑制PPAR-γ,IL-10抗炎因子分泌。富硒饲喂可相对降低促炎因子分泌,增加抗炎因子分泌。我们分离乳腺上皮细胞,通过不同浓度含硒培养基孵育,给予金葡菌刺激后进行相应的研究,获得了与组织研究相一致的结果。我们进一步对金葡菌的主要识别受体TLR2及其下游炎症调控信号通路进行分析。结果发现,硒对NF-κB和MAPKs信号通路各分子基因表达水平没有影响,但添加硒可降低炎症发生后TLR2的过度表达,抑制其下游NF-κB及MAPK炎症信号通路的启动,降低炎性损伤。缺硒则会增加TLR2的过度表达,加重炎症反应。金葡菌性乳腺炎除表现炎症外,还会引发乳腺上皮细胞凋亡而破坏乳腺组织结构。为了全面解析硒的作用,我们通过在体及体外实验对细胞凋亡及损伤情况进行分析。结果显示硒对金葡菌诱导的乳腺组织细胞凋亡具有很好的调节作用。缺硒增加p53磷酸化,提高BAX/BCL-2值,促进Caspase-3、6、7蛋白裂解,加速金葡菌诱导的细胞凋亡程序启动。补硒可以抑制细胞凋亡程序启动,从而对乳腺组织发挥保护作用。众所周知,硒通过硒蛋白发挥其各种生物学功能。在诸多硒蛋白中已经证实硒蛋白S(Sel S)与炎症发生密切相关,为进一步深入研究硒对金葡菌乳腺炎发生的调控机制,我们以Sel S为靶点,通过RNA干扰技术进行深入研究。研究显示硒通过影响硒蛋白S的表达调控NF-κB和MAPK炎症信号通路各分子的蛋白磷酸化水平,调节炎症相关因子的分泌。硒可通过硒蛋白S可调控P53磷酸化水平,Bax,Bcl-2蛋白表达及Caspase-3、6、7凋亡执行因子蛋白裂解,从而对金葡菌乳腺炎的发生发挥调控作用。综上表明,硒对金葡菌性乳腺炎的发生发挥着重要调控作用。Sel S在这个调控过程中发挥着重要的作用。本研究为阐明金葡菌性乳腺炎的发病机制,寻求奶牛乳腺炎防治药物及有效措施提供新的靶点和思路。同时丰富硒的生物学作用,为营养免疫学在动物疾病方面的发展提供理论基础和帮助。