奶牛酮病中巨噬细胞促炎性转变通过线粒体分裂和NF-κB通路驱动肝纤维化的多组学机制研究

本研究针对奶牛酮病(Ketosis)引发的肝纤维化机制不明问题，通过整合蛋白质组学和细胞因子阵列技术，揭示了线粒体分裂蛋白DRP1/MFF通路异常激活导致ROS积累，进而通过NF-κB信号诱导巨噬细胞M1型极化，最终激活肝星状细胞(HSCs)促进ECM沉积的关键机制。该研究为代谢性疾病相关肝损伤提供了新的治疗靶点，发表于《Journal of Animal Science and Biotechnology》。

　　

在奶牛养殖业中，酮病(Ketosis)是围产期最常见的代谢性疾病，表现为血液中β-羟基丁酸(BHBA)和非酯化脂肪酸(NEFAs)异常升高。这种能量代谢紊乱不仅导致产奶量下降，更会引发严重的肝脏损伤。令人担忧的是，约30%的酮病奶牛会出现肝纤维化等不可逆病变，但其分子机制始终是未解之谜。中国农业大学兽医公共卫生安全国家重点实验室的朱世权、李茉莉等研究人员通过多组学联用技术，首次揭示了巨噬细胞表型转换在酮病相关肝纤维化中的核心作用，相关成果发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》。

研究团队运用了以下关键技术：1) 临床样本队列分析（30头荷斯坦奶牛分组）；2) 透射电镜观察线粒体超微结构；3) 蛋白质组学(DIA模式)和细胞因子阵列(Q30芯片)联合分析；4) 免疫荧光多重标记技术；5) 肝星状细胞激活标志物检测。

肝组织病理学异常与功能障碍
通过H&E和特殊染色发现酮病奶牛肝脏出现严重脂肪变性、炎性细胞浸润和糖原减少，血清ALT、AST显著升高，证实肝功能损伤。透射电镜显示肝细胞线粒体面积和周长减少50%，呈现过度分裂特征。

线粒体分裂异常与氧化应激
免疫荧光显示DRP1/MFF通路关键分子表达增加2-3倍，伴随ROS水平升高和DNA氧化损伤标志物8-OHdG积累。同时Nrf2/HO-1抗氧化通路被抑制，SOD1表达下降，导致抗氧化能力减弱。

蛋白质组学揭示ECM沉积与NF-κB激活
GSEA分析显示ECM相关功能显著富集，胶原蛋白家族成员(COL1-18)普遍上调。NF-κB通路核心蛋白P50和p-P65/P65表达增加，ROC曲线证实其作为肝纤维化标志物的诊断价值(AUC>0.85)。

细胞因子网络失调
Q30芯片检测发现IL-1β、MCP-1等促炎因子升高3-5倍，GO分析显示这些差异表达细胞因子主要富集于"免疫效应过程调控"和"细胞外空间"。

巨噬细胞促炎性极化
Western blot显示M1标志物CD86/iNOS蛋白表达增加2倍，而M2标志物CD163/ARG1降低60%。共定位分析证实NF-κB核转位与CD86⁺巨噬细胞浸润呈正相关(r=0.82)。

HSC激活与纤维化形成
Masson和天狼星红染色显示胶原沉积增加3倍，免疫荧光显示α-SMA⁺活化的HSC与胶原I/III共定位。qPCR证实纤维化标志物ACTA2、COL1A1 mRNA水平显著上调。

这项研究首次阐明了"线粒体分裂-氧化应激-NF-κB激活-巨噬细胞极化-HSC激活"的级联反应机制。特别值得注意的是，DRP1介导的线粒体过度分裂被证实是触发这一病理过程的关键始动因素。该发现不仅为酮病相关肝损伤提供了新的生物标志物(P50、p-P65等)，更揭示了通过调控巨噬细胞表型转换来干预肝纤维化的治疗新策略。从转化医学角度看，靶向DRP1/MFF通路或将成为预防奶牛代谢性肝病的新突破口，对保障畜牧业安全生产和动物福利具有重要实践意义。