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猪流行性腹泻(Porcine Epidemic Diahorrea,PED)是由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起猪的一种急性高度接触性肠道传染性疾病。临床症状主要表现为严重的拉稀水样腹泻、呕吐、脱水并最终导致仔猪死亡。各年龄段的猪群都易感,哺乳仔猪的感染率最高,致死率高达99%。目前,关于PEDV感染条件下对NHE3的影响研究未见报道。鉴于此,本课题以小肠上皮细胞IPEC-J2、哺乳仔猪为感染模型,体内和体外研究了PEDV感染后与NHE3的相互作用,为阐明PEDV感染影响NHE3的活性机制提供参考,也为揭示PEDV引发仔猪腹泻的致病机理提供了新的思路,并为药物的开发和治疗策略提供了一个靶点。主要研究内容如下:(1)PEDV感染后对NHE3的表达及Na+活性的影响利用p H荧光探针BCECF-AM分别检测PEDV感染不同时间下NHE3的活性变化;利用火焰原子吸收法检测PEDV感染后不同时间点细胞内、外液中Na+的浓度;利用蛋白免疫印迹Western-blot和实时荧光定量RT-q PCR方法分别检测NHE3蛋白表达量的变化和相对m RNA水平;通过生物素酰化法、免疫荧光(Immunofluorescence,IFA)及激光共聚焦等技术检测细胞膜上NHE3的蛋白表达量变化。结果显示,与对照组相比,PEDV感染后,IPEC-J2细胞内H+浓度随感染时间增加而逐渐减弱;在PEDV感染下胞内Na+浓度随感染时间增加逐渐减少,而胞外Na+浓度逐渐升高;PEDV感染后引起NHE3的m RNA水平降低;NHE3的总蛋白表达量无显著性变化,而质膜上NHE3的蛋白表达量下调;结果提示PEDV感染使质膜上NHE3的表达量下调,胞内Na+总体随时间增加逐渐减少,而胞外Na+随时间增加逐渐升高,进一步验证了PEDV感染能导致NHE3的Na+/H+交换活性降低。(2)NHE3在PEDV感染小肠上皮细胞吸收Na+中的作用利用火焰原子吸收法检测了不同时间点细胞内、外液中Na+的浓度;利用Western-blot检测NHE3总蛋白表达量变化;通过生物素酰化法检测检测NHE3在质膜上的蛋白表达变化。结果显示,在0 h时干扰组和PEDV组相比,干扰组细胞内Na+浓度下降显著(*P<0.05);细胞外Na+浓度的变化随着时间延长逐渐升高,在感染后的0h时过表达组和干扰组相比,干扰组细胞外的Na+显著低于过表达组(*P<0.05);过表达组和PEDV感染组相比,PEDV感染组的质膜上NHE3的表达水平低于过表达组(*P<0.05)。以上结果提示过表达组、干扰组、PEDV感染组细胞质膜上NHE3的量显著性减少,表明PEDV感染可以降低NHE3的质膜表达。(3)体内验证PEDV感染后对NHE3表达的影响通过活体动物试验,发现哺乳仔猪灌服PEDV后,仔猪出现腹泻和呕吐症状,打开仔猪腹腔,小肠明显充血肠壁变薄现象;苏木精-伊红染色法(HE)染色发现肠细胞萎缩间距变大、肠绒毛断裂,数量变少;利用石蜡切片免疫荧光分析肠道上皮细胞上PEDV-N蛋白的表达以及NHE3在不同肠段上皮细胞的分布情况;然后利用Western-blot方法检测总蛋白NHE3在不同肠道细胞中的表达情况;采用细胞膜蛋白与细胞浆蛋白提取试剂盒评估了不同肠道上皮细胞膜上NHE3的蛋白表达;利用免疫组化试验检测肠道上皮细胞上NHE3的蛋白表达量变化。结果显示PEDV感染哺乳仔猪模型的成功建立;PEDV感染后NHE3在不同肠段上皮细胞中的表达量降低;总蛋白NHE3的表达量无显著性变化,而不同肠段质膜上NHE3蛋白表达量下调。以上结果提示PEDV感染哺乳仔猪引起不同肠段上皮细胞质膜上NHE3蛋白表达降低,阻碍了Na+的内流,导致电解质紊乱,从而引发腹泻。以上研究结果提示,新生仔猪感染PEDV后肠表面Na+/H+交换物NHE3活性降低是诱发腹泻的关键因素。