牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis,M.bovis)是引起牛结核病的主要病原,给当今养牛业带来了巨大的经济压力,同时作为一种人兽共患病,牛结核病也给人类的生命健康带来了巨大的威胁。M.bovis主要通过呼吸道感染宿主,能够引起机体的慢性炎症性反应。BCG是M.bovis的传代致弱菌株,具有很好的免疫原性,是预防人结核病唯一的疫苗。IL-17主要由Th17细胞分泌产生,在炎症性反应和抗微生物感染过程中具有重要作用,而在M.bovis感染过程中的作用还不是很清楚。本实验室前期的研究表明M.bovis可以通过树突状细胞作用于CD4~+T细胞引起IL-17的表达上调,而BCG诱导IL-17表达能力却较弱。本研究旨在利用建立的小鼠模型来证实IL-17与Th17细胞在M.bovis感染中的作用。主要结果如下:(1)TGF-β,IL-6,IL-1β,IL-23是诱导Th17细胞分化的关键性细胞因子,本实验将M.bovis和BCG以感染比MOI(10:1)感染小鼠骨髓源树突状细胞,24小时后对被感染细胞中诱导Th17分化的关键细胞因子的mRNA表达水平进行检测。结果发现:TGF-β,IL-6,IL-1β,IL-23四个基因在mRNA水平上的表达显著上调,且M.bovis的诱导作用显著强于BCG。(2)ROR-γt是Th17细胞的特征性转录因子,IL-17是Th17细胞的特征性细胞因子。本实验将M.bovis和BCG感染后的树突状细胞分别和幼稚CD4~+T细胞共培养,24小时之后对培养后的细胞中ROR-γt,IL-17,TGF-β,IL-6,IL-1β,IL-23六个基因mRNA的表达水平进行检测。结果发现:ROR-γt,IL-17,TGF-β,IL-6,IL-1β,IL-23六个基因在mRNA的表达水平显著上调,且M.bovis的诱导作用显著强于BCG。通过两个细胞实验推测M.bovis和BCG能够通过上调TGF-β,IL-6,IL-1β,IL-23的表达来诱导Th17的分化,且M.bovis的诱导作用显著强于BCG。(3)将培养至对数期的M.bovis和BCG菌株通过尾静脉以2×105CFU/只注射至小鼠体内,分别在感染的第1,4,7,14,21,28,35,42,49,56天称重和扑杀小鼠,对小鼠体重及病理变化进行了检测和分析。感染后的小鼠体重出现不同程度的下降且M.bovis的下降更明显。感染菌株能够引起小鼠组织病理学反应:M.bovis可以引起小鼠肺脏肺泡壁增厚,巨噬细胞、淋巴细胞浸润,甚至在21天的时候可以看到典型的结核结节出现,而BCG也可以引起相似的炎症性反应但是症状较轻。M.bovis对脾脏的影响主要表现为巨噬细胞增多,淋巴细胞减少和红髓区淤血导致水肿,而BCG组的症状较轻。结果表明M.bovis和BCG通过尾静脉注射感染小鼠的动物模型构建成功。(4)对感染不同时间点小鼠脾脏和肺脏中的Th17及IL-17的表达进行了分析。结果表明强弱菌株均能够引起脾脏和肺脏中Th17和IL-17的上调,且IL-17的上调时间早于Th17。另外肺脏中IL-17和脾脏相比上调时间更早,持续时间更长。(5)通过免疫组化对小鼠脾脏和肺脏中IL-17的分布特点进行了的分析。结果表明强弱菌株诱导的IL-17主要集中在脾脏的红髓区、脾小梁以及被膜下,且M.bovis诱导IL-17的表达高于BCG,而肺脏中IL-17的表达较少,且主要集中在肺泡内,肺血管和肺气管中。综上所述,本研究证实M.bovis和BCG感染小鼠诱导了Th17分化及IL-17的表达,且M.bovis诱导能力强于BCG。研究结果为进一步阐明牛结核的致病机制提供了重要证据。