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金黄色葡萄球菌能诱发奶牛乳房炎,是临床上最难治疗且造成经济损失最大的病原菌,严重阻碍了奶牛产业健康发展。在奶牛乳腺发生金黄色葡萄球菌感染时,其表面的固有成分脂磷壁酸(Staphylococcus aureus lipoteichoic acid,LTA-sa)能够作为配体被识别,引起奶牛乳腺组织发生炎症反应,改变乳汁中乳蛋白和乳脂肪等乳成分的含量。但具体机制尚不十分明确。本试验以体外培养的奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMECs)为泌乳模型,研究LTA-sa对BMECs中乳蛋白合成功能及相关信号通路的影响,为进一步研究牛奶蛋白合成的调控机制,提高牛奶的营养质量提供科学依据。为明确LTA-sa构建炎症细胞模型的最佳处理浓度以及核因子-κB(Nuclear factor-κB,NF-κB)抑制剂PDTC和信号转导与转录活化因子3(Signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)抑制剂stattic的最佳处理浓度,分别用不同浓度的LTA-sa、PDTC和stattic处理BMECs,检测相关炎症细胞因子的mRNA表达以及NF-κB和STAT3蛋白磷酸化情况,并分别在不同处理下进行细胞增殖活力检测,确定LTA-sa、PDTC和stattic最佳处理浓度为20μg/mL、10μM和10μM。试验分为三部分:(1)单独使用20μg/mL的LTA-sa处理BMECs不同时间(0 h、1 h、3 h、6 h、12 h、24 h),检测与炎症和泌乳相关的NF-κB、STAT3、细胞因子信号转导抑制因子3(Suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)、酪氨酸激酶2(Janus kinase 2,JAK2)、STAT5和β-酪蛋白(β-casein,CSN2)的蛋白表达水平以及磷酸化蛋白的表达水平,检测SOCS3和CSN2的mRNA表达水平,p-STAT3、SOCS3、p-STAT5和CSN2的核定位情况;(2)用10μM的PDTC预处理3 h后使用20μg/mL的LTA-sa处理BMECs不同时间(0h、1 h、3 h、6 h、12 h、24 h),检测上述相关指标;(3)用10μM的stattic预处理3 h后使用20μg/mL的LTA-sa处理BMECs不同时间(0 h、1 h、3 h、6 h、12 h、24 h),同样检测上述指标。结果显示,LTA-sa单独处理BMECs能显著上调NF-κB p-p65、p-STAT3和SOCS3的蛋白表达水平,显著降低p-JAK2、p-STAT5和CSN2的蛋白表达水平,与蛋白表达结果相同,SOCS3的mRNA相对表达水平升高而CSN2降低。这些结果表明LTA-sa可激活NF-κB炎症通路,并通过抑制JAK2-STAT5通路传导降低CSN2表达水平;PDTC和LTA-sa处理组中的结果与LTA-sa处理组类似,我们发现抑制NF-κB并不能抵抗LTA-sa对CSN2合成的降低作用,这说明NF-κB通路的激活并不是抑制JAK2-STAT5的关键;在最后的stattic和LTA-sa处理组中,STAT3的磷酸化水平被抑制后,LTA-sa依旧可以激活NF-κB通路,但SOCS3的表达不再被激活,且无法对JAK2-STAT5通路的传导产生抑制作用,不能再降低CSN2的表达。这说明,STAT3能够激活SOCS3,并且是导致LTA-sa诱导CSN2合成降低过程中的关键因子,STAT3和SOCS3可对JAK2-STAT5通路的活化产生抑制作用,降低CSN2的合成功能。综上所述,LTA-sa可以激活NF-κB炎症通路,并通过活化STAT3,激活SOCS3的表达,抑制JAK2-STAT5通路的传导,最终影响CSN2的合成与表达。