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哺乳动物羧酸酯酶属于丝氨酸水解酶家族,广泛分布于机体的组织器官与免疫细胞中,可高活力水解含有酯键、硫酯键、酰胺键的内/外源性化合物,在体内的药物活化与代谢、信号转导、炎症反应、营养物质吸收、胆固醇稳态等过程中扮演重要角色。猪肝羧酸酯酶（PLE）是哺乳动物羧酸酯酶家族中最复杂的成员,包含多种同工酶,其水解具有高度的立体选择性和手性选择特性。受PLE高度水解活性及人和小鼠羧酸酯酶在药物代谢及炎症反应中发挥重要作用的启发,推测PLE很可能凭借高度的水解活性,介入机体药物代谢和炎症反应中,扮演药物代谢酶及炎症反应调控者的角色。本论文结合体外模型和仔猪体内炎症模型进行了系列试验,主要研究方法与结果如下:1. PLE高效水解AMO和AMP并降低其抑菌效果首先,LC-MS/MS检测发现原核功能性表达PLE1和PLE6可高活力水解AMO、AMP,分别生成阿莫西林噻唑酸和氨苄西林噻唑酸。PLE1水解AMO和AMP活力高达25.94 U/mg、8.34 U/mg,PLE6水解AMO和AMP活力分别为25.32U/mg、10.44 U/mg。PLE1和PLE6水解AMO的Vmax相近,而PLE1水解AMP的Vmax明显小于PLE6,且PLE1和PLE6水解AMO的Km值明显小于AMP。说明了PLE6水解AMO、AMP的活力略高于PLE1,且两种PLE同工酶对AMO的亲和力更强。另外,体外抑菌试验结果显示:原核表达PLE1和PLE6水解AMO和AMP后,明显降低甚至消除了AMO和AMP对金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌K88ac的抑菌活性。其次,Western blot和LC-MS/MS检测结果显示:大白猪和通城猪肝脏S9水解AMO和AMP活力相近,且AMO和AMP可以进入细胞内被定位于细胞内质网腔中的PLE代谢,而成年猪血清中含有的微量PLE同工酶不具有水解AMO和AMP的活性,说明被机体摄取进入体内的AMO和AMP类药物需要进入细胞内才能被PLE代谢。与原核表达PLE不同,肝脏S9和真核表达PLE水解AMO产物为阿莫西林2’,5’-二酮哌嗪而不是阿莫西林噻唑酸。本研究揭示了PLE可以打开β-内酰胺环,高效水解β-内酰胺类抗生素AMO和AMP,降低其抑菌活性,说明PLE与体内相应药物的敏感度密切相关。提示PLE在体内的表达丰度及活性很可能会影响体内药物的生物利用度及治疗效果。结合PLE的表达谱及活性研究,可为临床制定合理的用药方案、提高药物疗效提供理论依据。2. PLE介入内源性大麻素代谢促进机体炎症反应内源性大麻素2-AG和AEA通过活化大麻素受体调控机体炎症反应,根据其分子结构特征,我们推测PLE可能通过水解2-AG和AEA介入机体炎症反应。首先,LC-MS/MS检测发现原核功能性表达PLE可高活力水解2-AG和AEA生成AA。PLE1水解2-AG的活力为1.56 nmol/mg/min,约为AEA的3倍,PLE6水解2-AG的活力为62.70 nmol/mg/min,约为AEA的41倍。此外,PLE1、PLE6可高活力水解大麻素的氧化产物前列腺素酯类生成PGF2α,活力高达17.90μmol/mg/min、101.11μmol/mg/min。大白猪肝脏S9中含有的PLE对2-AG、AEA、的水解贡献比例分别高达53.4%、75%、95.4%。而且,在完整细胞内过表达的PLE同样具有水解2-AG的功能。其次,Western blot检测发现原代猪肺泡巨噬细胞（PAM）和猪肝细胞（PHC）表达不同水平的PLE,可高效水解2-AG（活力分别为4.47 nmol/min/mg、3.25nmol/min/mg）。羧酸酯酶特异性抑制剂BNPP使PAM和PHC裂解液水解2-AG的活性分别降低了77.3%和88.4%,说明PLE是2-AG代谢过程中的限速酶。细胞共培养模型检测结果表明:2-AG发挥抑炎作用,PLE可水解2-AG增强促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α的表达,发挥促炎作用,且与PLE的表达水平正相关,BNPP通过抑制PLE的水解活性降低炎症反应。最后,LPS诱导仔猪体内炎症模型结果表明:LPS可引起肝脏、肺脏、小肠等组织病变,中性粒细胞浸润严重,且明显升高了组织中AA和前列腺素的水平;而BNPP明显弱化了组织损伤及中性粒细胞浸润,并降低了组织中AA和前列腺素的水平,说明PLE是体内AA和PGs的主要贡献者,在体内发挥促炎作用。值得一提的是,LPS诱导的炎症反应明显降低了组织中PLE的表达水平及对p-NPA和2-AG的水解活性,提示PLE可能是机体炎症反应负反馈调控的关键靶标,下调PLE的表达很可能是机体维持炎症稳态的重要机制之一。本研究系统地阐明了PLE通过高效水解大麻素及其氧化产物前列腺素酯类生成AA和前列腺素发挥促炎作用,调控机体炎症反应的机制,该机制很可能是机体非特异性免疫应答的关键机制之一。PLE作为内源性大麻素代谢网络中的关键节点,降低PLE的表达或抑制其活性可以抑制机体过度的炎症反应。因此,PLE可望成为猪炎症性疾病治疗的靶标,合适的PLE抑制剂可能开发为新型抗炎药物,也为人类炎症性疾病临床药物的开发提供新思路。