脂肪酸对奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白和乳脂合成相关基因表达量的影响

本试验旨在探寻促进奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)乳蛋白和乳脂合成的短链脂肪酸(乙酸、β-羟丁酸)和长链脂肪酸(油酸、亚油酸、亚麻酸)的组合添加模式,为调控乳成分合成提供理论依据。BMECs经分离、纯化后,选取第2代细胞,分为5组,对照组不添加脂肪酸,Ⅰ组和Ⅱ组添加的乙酸、β-羟丁酸浓度比例均为2.0(9.60 mmol/L)∶1.0(4.80 mmol/L),油酸、亚油酸、亚麻酸的浓度比例分别为2.0(17.30μmol/L)∶13.3(115.05μmol/L)∶1.0(8.65μmol/L)和9.6(75.20μmol/L)∶7.4(58.00μmol/L)∶1.0(7.80μmol/L);Ⅲ组和Ⅳ组添加的乙酸、β-羟丁酸的浓度比例均为1.0(7.20 mmol/L)∶1.0(7.20 mmol/L),油酸、亚油酸、亚麻酸的浓度比例分别为2.0∶13.3∶1.0和9.6∶7.4∶1.0,各组添加的短链脂肪酸(SCFA)和长链脂肪酸(LCFA)总浓度为14.541 mmol/L,每组3个重复。培养24 h后,检测细胞相对增殖率(RGR)、甘油三酯(TAG)的合成量以及乳蛋白和乳脂合成相关基因的表达量。结果表明:1)试验组BMECs RGR及TAG的合成量均显著高于对照组(P0.05);Ⅰ组RGR最高,TAG合成量最多。2)与对照组相比,Ⅱ组显著提高了核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)、κ-酪蛋白(CSN3)基因的表达量(P0.05);Ⅳ组显著提高了CSN3、蛋白激酶B(AKT)、S6K1、真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4EBP1)基因的表达量(P0.05);试验组信号转导和转录激活因子5(STAT5)基因的表达量显著降低(P0.05)。3)与对照组相比,试验组二酰甘油酰基转移酶2(DG AT2)基因的表达量显著提高(P0.05),脂肪酸合成酶(FASN)基因的表达量显著降低(P0.05)。综上所述,在培养液中添加7.20 mmol/L乙酸、7.20 mmol/Lβ-羟丁酸、75.20μmol/L油酸、58.00μmol/L亚油酸、7.80μmol/L亚麻酸对BM ECs乳蛋白和乳脂合成相关基因的表达量有较好的促进作用。     

含蛋氨酸二肽影响奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白合成相关基因表达

本试验旨在研究含蛋氨酸(Met)二肽对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳蛋白合成相关基因表达的影响。试验分3部分,均采用单因子完全随机试验设计,Met的添加浓度及培养时间分别为60μg/m L(0.402 mmol/L)、48 h。第1部分,培养液添加8种含Met二肽[蛋氨酸-蛋氨酸(P-Met-Met)、蛋氨酸-赖氨酸(P-Met-Lys)、蛋氨酸-色氨酸(P-Met-Trp)、蛋氨酸-苯丙氨酸(P-Met-Phe)、蛋氨酸-苏氨酸(P-Met-Thr)、蛋氨酸-异亮氨酸(P-Met-Ile)、蛋氨酸-亮氨酸(P-Met-Leu)、蛋氨酸-缬氨酸(P-Met-Val)],以不添加二肽为对照,测定BMECs乳蛋白合成相关基因(αs1-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、β-乳球蛋白、Ⅱ型小肽转运载体和氨肽酶氮)的表达量;第2部分,培养液添加8种与上述二肽对应的游离氨基酸(F-Met-Met、F-Met-Lys、F-MetTrp、F-M et-Phe、F-M et-Thr、F-M et-Ile、F-M et-Leu、F-M et-Val),以不添加游离氨基酸为对照,测定BM ECs乳蛋白合成相关基因的表达量;第3部分,用二肽等物质的量替代相应游离氨基酸,测定BMECs乳蛋白合成相关基因的表达量以及细胞内外氨肽酶含量。结果表明:P-Met-Met和P-M et-Lys组较对照组和其他二肽组上调了αs1-酪蛋白和β-酪蛋白基因的表达量,且P-M et-M et组优于P-Met-Lys组。F-Met-Met和F-Met-Lys组较对照组和其他游离氨基酸组显著提高了αs1-酪蛋白基因的表达量(P0.05)。除P-Met-Val和P-Met-Leu组外,其他二肽替代游离氨基酸后均不同程度地提高了乳蛋白和Ⅱ型小肽转运载体基因的表达量,其中P-Met-Met表现出较好的促进效果。总之,含Met二肽等量替代对应的游离氨基酸能够促进乳蛋白基因的表达,其中尤以P-Met-Met的效果最好。     

Leptin对奶牛乳腺上皮细胞主要乳蛋白基因表达的影响

本试验旨在研究不同处理浓度Leptin对奶牛乳腺上皮细胞中主要乳蛋白基因表达的影响。分别在有催乳素(PRL)(1μg/mL,+)和无PRL(0μg/mL,-)条件下进行,均以无Leptin组为对照组,10、100、1 000 ng/mLLeptin组为处理组。采用荧光定量PCR技术测定奶牛乳腺细胞中α-酪蛋白(α-CN)、β-酪蛋白(β-CN)和β-乳球蛋白(β-LGB)的基因表达。结果表明:无PRL条件下,Leptin未促进、甚至抑制奶牛乳腺上皮细胞中α-CN和β-CN基因的表达;有PRL条件下,Leptin极显著促进二者表达(P<0.001),以100 ng/mL处理组效果最显著;无论有、无PRL,Leptin均促进β-LGB基因的表达,但有PRL条件下,1 000 ng/mL处理组显著抑制β-LGB基因表达(P<0.001)。结果显示,有PRL条件下,Leptin促进奶牛乳腺上皮细胞主要乳蛋白基因的表达。     

蛋氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂合成相关基因和蛋白表达的影响

本试验旨在研究蛋氨酸(Met)对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳脂合成相关基因和蛋白表达的影响,以探讨Met对乳脂合成的影响机理。将第3代BMECs随机分为6个处理(每个处理6个重复),培养液中Met浓度分别为0.13、0.26、0.39、0.52、0.65和0.78 mmol/L。在37℃、5%CO2条件下培养48 h后测定BMECs内甘油三酯(TG)的含量及乳脂合成相关基因和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)与固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)蛋白的相对表达量。结果显示:Met浓度对BMECs内TG含量无显著影响(P0.05)。0.52~0.78 mmol/L Met处理BMECs内脂肪酸结合蛋白3(FABP3)、乙酰辅酶A羧化酶A(ACACA)和PPARγ基因的相对表达量均显著高于其他处理(P0.05)。BMECs内脂蛋白脂酶(LPL)基因的相对表达量以0.26~0.39 mmol/L Met处理较高,显著高于0.65~0.78 mmol/L Met处理(P0.05)。脂肪酸合成酶(FASN)基因的相对表达量以0.39~0.52 mmol/L Met处理较高,且0.52 mmol/L Met处理显著高于0.13~0.26 mmol/L和0.65~0.78 mmol/L Met处理(P0.05)。Met浓度可显著影响SREBP1和乙酰甘油磷酸脂酰转移酶6(AGPAT6)基因及SREBP1和PPARγ蛋白的表达(P0.05),均以0.26 mmol/L Met处理的相对表达量最高。结果表明,Met浓度影响BMECs内脂肪酸摄取、从头合成的基因的表达及乳脂合成调控因子PPARγ和SREBP1的基因和蛋白的表达,Met浓度为0.26~0.52 mmol/L时对BMECs内脂肪酸从头合成及长链脂肪酸摄取的促进效果较好。     

亮氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂合成相关基因和蛋白表达的影响

本试验旨在研究亮氨酸(Leu)对泌乳奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳脂合成相关基因和蛋白表达的影响,以探讨Leu对乳脂合成的影响机理。将第3代BMECs随机分为6个处理,每个处理6个重复。6个处理培养液中Leu浓度分别为0.45、0.90、1.80、2.70、3.60和7.20 mmol/L,37℃、5%CO2培养48 h后测定BMECs内甘油三酯(TG)的含量及乳脂合成相关基因和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)与固醇调节元件结合蛋白(SREBP1)蛋白的相对表达量。结果显示:Leu浓度对BMECs内TG含量无显著影响(P0.05)。适宜浓度的Leu显著促进脂肪酸合成酶(FASN)和乙酰辅酶A羧化酶A(ACACA)基因的表达(P0.05),FASN基因的相对表达量以1.80~2.70 mmol/L Leu处理、ACACA基因的相对表达量以1.80~7.20 mmol/L Leu处理较高。Leu浓度显著影响BMECs内SREBP1基因及蛋白表达(P0.05),以1.80 mmol/L Leu的促进效果最好。虽然Leu显著抑制BMECs内脂肪酸结合蛋白3(FABP3)、脂蛋白脂酶(LPL)、乙酰甘油磷酸脂酰转移酶6(AGPAT6)、线粒体甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAM)和嗜乳脂蛋白亚家族1成员1(BTN1A1)基因的表达(P0.05),但只有高浓度(3.60~7.20 mmol/L)的Leu抑制作用较大。综合来看,Leu浓度影响BMECs乳脂合成相关基因及PPARγ和SREBP1蛋白的表达。Leu浓度为1.80~2.70 mmol/L时,对脂肪酸从头合成相关基因及调控因子SREBP1蛋白表达的促进效果较好,对TG合成及脂滴形成相关基因表达的抑制作用较小。     

β-羟丁酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂肪合成及其相关基因相对表达量的影响

本试验主要研究了不同浓度的β-羟丁酸(BHBA)对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)活力、甘油三酯(TAG)含量、脂滴形成以及乳脂肪合成相关基因转录水平的影响。将传至第3代的BMECs悬液(1×105个/孔)接种于细胞培养板上,每孔加入含10%胎牛血清(FBS)的DM EM/F12培养液,于37℃的5%二氧化碳(CO2)培养箱培养48 h。再将培养48 h的BMECs随机分配到6个组,各组向培养孔中加入含不同浓度BHBA的DMEM/F12培养液,培养液中的FBS用1 g/L无脂肪酸的牛血清白蛋白(BSA)代替,并使反应体系中BHBA的最终浓度分别为0(对照)、0.58、1.16、2.32、4.64和9.28 mmol/L。置于37℃的5%CO2培养箱继续培养48 h。试验结果显示:随着BHBA浓度的增加,BMECs活力[(相对增殖率(RGR)]呈显著的二次曲线增加(P=0.041),其中BMECs活力以0.58~4.64 mmol/L BHBA组较高,9.28 mmol/L BHBA组较低;低浓度(0.58~2.32 mmol/L)的BHBA可促进BMECs内脂滴的形成,而较高浓度(4.64~9.28 mmol/L)的BHBA对脂滴形成的促进作用减弱;BHBA与TAG含量及乳脂肪合成相关基因脂肪酸合成酶(FASN)、乙酰辅酶A羧化酶α(ACACA)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、脂肪酸结合蛋白3(FABP3)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG)和分化抗原簇36(CD36)的相对表达量均无显著的一次线性或二次曲线关系(P0.05)。综上,BHBA对BM ECs活力的促进作用呈显著的二次曲线增加,即BHBA对BM ECs活力呈显著浓度依赖关系;BHBA对细胞内乳脂肪的合成有提高的趋势。     

催乳素对奶牛乳腺上皮细胞酪蛋白合成的影响

试验研究催乳素对奶牛乳腺上皮细胞(BMECS)乳蛋白合成的影响.选用健康、状态良好的荷斯坦奶牛乳腺组织为试验材料,分离培养纯化BMECs,选取P3代BMECs进行试验.根据催乳素的添加浓度分为5组(0、100、200、400、800μg/L),催乳素处理24 h.结果 显示,对照组相比,添加100、200 μg/L催乳...     

赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂肪合成相关基因和蛋白表达的影响

本试验旨在研究赖氨酸(Lys)对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳脂肪合成相关基因和蛋白表达的影响,探讨Lys影响乳脂肪合成的机理。将第3代BMECs随机分为6组,每组6个重复,每个重复1个培养孔。各组培养基中Lys的浓度分别为0.5(基础培养基,对照)、1.0、2.0、4.0、8.0和16.0mmol/L,37℃、5%CO2培养48h后测定BMECs甘油三酯(TAG)含量、乳脂肪合成相关基因和蛋白的表达量。结果表明:BMECs内TAG含量(P=0.013)以及脂肪酸结合蛋白3(FABP3,P=0.001)、脂蛋白脂酶(LPL,P=0.096)、脂肪酸合成酶(FASN,P=0.003)、乙酰甘油磷酸脂酰转移酶6(AGPAT6,P=0.038)和甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAM,P=0.022)基因表达量对Lys呈显著或趋于显著的浓度依赖效应。FABP3基因表达量以2.0、4.0、8.0、16.0mmol/L组和LPL基因表达量以1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 mmol/L组显著高于0.5mmol/L组(P0.05);FASN基因表达量以2.0mmol/L组最高,显著高于16.0mmol/L组(P0.05);硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)基因表达量以2.0、4.0mmol/L组显著高于其他组(P0.05);磷脂酸磷酸酯酶1(LPIN1)、嗜乳脂蛋白亚家族1成员1(BTN1 A1)和黄嘌呤脱氢酶(XDH)基因表达量均以1.0、2.0、4.0、8.0mmol/L组显著高于0.5mmol/L组(P0.05);过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)基因及蛋白表达量均以2.0、4.0mmol/L组显著高于0.5和8.0、16.0mmol/L组(P0.05);固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)基因表达量以1.0、2.0、4.0mmol/L组显著高于其他组(P0.05),蛋白表达量以1.0 mmol/L组显著高于其他组(P0.05)。但高浓度Lys抑制AGPAT6和GPAM的基因表达,AGPAT6基因表达量以2.0、4.0、8.0、16.0mmol/L组显著低于0.5、1.0mmol/L组(P0.05),GPAM基因表达量以16.0mmol/L组显著低于0.5、1.0、2.0、4.0mmol/L组(P0.05)。可见,Lys对BMECs的乳脂肪合成具有显著的促进效果,但高浓度的Lys抑制了乳脂肪合成相关基因的表达。本试验条件下,培养基中Lys适宜浓度为2.0~4.0mmol/L。     

β-羟丁酸浓度对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达量的影响

本试验研究了不同浓度的β-羟丁酸(BHBA)对奶牛乳腺上皮细胞(BMEC)内乳蛋白合成相关基因表达量的影响。将传至第3代的BMEC以适宜的密度培养48 h后,随机分为6组,每组6个重复,每个重复1个培养孔。各组分别采用BHBA浓度为0(对照组)、0.58、1.16、2.32、4.64和9.28 mmol/L的培养液,置于37℃、5%CO2培养箱中继续培养48 h。收集细胞,采用SYBR Green实时荧光定量PCR法测定乳蛋白合成相关基因的表达量。结果表明:随着BHBA浓度的增加,αs1-酪蛋白(CSN1S1)基因表达量呈显著的一元二次曲线增加(R2=0.931 6,P=0.018),其中以2.32~9.28 mmol/L组较高,尤以4.64 mmol/L BHBA组最高。随着BHBA浓度的增加,瘦素(leptin)基因表达量呈一定的一次线性降低趋势(R2=0.482 5,P=0.126),从数值上看,以0.58 mmol/L BHBA组最高。信号转导和转录激活因子5(STAT5)和哺乳动物雷帕霉素靶点(m TOR)基因表达量与BHBA浓度间的回归关系不显著(P=0.459,P=0.398)。综合以上指标,BHBA的浓度为2.32~9.28 mmol/L可上调CSN1S1基因的表达,尤以BHBA浓度为4.64 mmol/L时对BMEC内乳蛋白合成的促进效果最好。     

激素对奶牛乳腺上皮细胞乳脂肪合成的调控作用

乳脂肪是高质量的天然脂肪,其可为人类提供营养和能量,在各种膳食脂肪和油类中,是最容易被消化吸收的。乳脂肪是在乳腺中由从头合成或外源摄取的脂肪酸与甘油酯化形成的一种脂类物质,其含量的高低关系着牛奶品质的优劣和乳制品的加工特性。在奶牛的泌乳周期中,乳腺泌乳功能受多种因素影响,其中内分泌腺分泌的多种激素对奶牛乳腺上皮细胞（BMECs）乳脂的合成具有积极的调控作用。综上所述,作者介绍了氢化可的松、催乳素、胰岛素和生长激素4种泌乳相关激素对BMECs乳脂肪合成的调控机理,即从乳脂合成适宜的激素添加量、激素对乳脂球形态的影响方面初步阐释其调控作用,并从乳脂合成的关键酶及转录因子、激素对乳脂合成相关基因表达量方面深入阐释其作用机理,旨在为研究泌乳相关激素对奶牛乳腺内乳脂肪合成的调控机理提供参考。     

Effect of METTL3 on Milk Protein and Milk Fat Synthesis of Bovine Mammary Epithelial Cells

In this study,to investigate the regulatory role of methyltransferase-like protein 3 (METTL3) on milk protein and fat synthesis in bovine mammary epithelial cells (BMEC),different BMEC models were established, the expression of related genes and localization of METTL3 were detected,and the impact of METTL3 on milk protein and fat synthesis in BMEC after adding β-estrogen (E),methionine (Met),and overexpression or inhibition of METTL3 were measured using Western blotting and imunofluorescience methods. The results showed that when E and Met were added or the METTL3 expression was promoted,the expressions of mTOR,p-mTOR,GlyRS,p-GlyRS,CSN2 and SREBP-1c were increased,oppositely,the gene expression were decreased. Those results indicated that METTL3 could affect the milk fat and protein synthesis by adjusting the expression of related signaling pathway gene.METTL3 was one of the important regulating milk synthetic molecules and had an positively regulation on milk fat and protein synthesis in cells.     

METTL3对乳腺上皮细胞中乳蛋白和乳脂肪合成的影响

本试验旨在研究m⁶A甲基转移酶（methyltransferase-like protein 3,METTL3）在奶牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cells,BMEC）中对乳蛋白和乳脂肪的调节作用。试验建立不同的BMEC模型,应用Western blotting、免疫荧光法检测添加雌激素（E）、蛋氨酸（Met）、METTL3超表达和抑制时对BMEC中乳蛋白和乳脂的影响,以及基因定位和表达变化。结果显示,当在BMEC培养液中添加E、Met及METTL3表达水平提高时,mTOR、p-mTOR、GlyRS、p-GlyRS、CSN2、SREBP-1c等表达量均增加,反之,这些基因表达量均下降,表明METTL3可以通过调控乳脂、乳蛋白的相关信号通路分子的基因表达进而影响乳脂、乳蛋白的表达。提示METTL3是乳合成的重要调节分子,可对细胞中乳脂、乳蛋白的合成起正调控作用。     

Effect of Fatty Acid Binding Protein 5 on Milk Fat Synthesis of Bovine Mammary Epithelial Cells

The fatty acid binding protein 5 (FABP5) is an intracellular lipid carrier. The TG GPO-POD assay kit and BODIPY staining methods were used to detect lipid secretion and triglyceride content,and the effect of FABP5 on SREBP-1c expression were detected by Real-time PCR and Western blotting methods. The results showed that high purity bovine mammary epithelial cells (BMECs) were successfully isolated and purified,and the eukaryotic expression vector pGCMV-IRES-EGFP-FABP5 was constructed in this experiment. Compared with the blank control group and empty vector group,the lipid secretion and triglyceride content, and the expression of SREBP-1c and FAS,ACC were extremely significantly increased when the FABP5 was overexpressed (P<0.01). FABP5 siRNA1 was selected as the optimal interference fragment, and when FABP5 was inhibited,the lipid secretion and triglyceride content,the expression of SREBP-1c,FAS and ACC were extremely significantly decreased (P<0.01).The results indicated that FABP5 could promote the synthesis of milk fat in BMEC by up-regulating the expression of SREBP-1c.     

脂肪酸结合蛋白5对奶牛乳腺上皮细胞乳脂合成的影响

脂肪酸结合蛋白5（fatty acid binding protein 5,FABP5）是一种胞内脂质运载体。本试验应用甘油三酯测定法及BODIPY染色法检测奶牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cell,BMEC）中甘油三酯及脂滴分泌情况,采用实时荧光定量PCR、Western blotting技术检测BMECs中FABP5对固醇调节元件结合蛋白-1c（SREBP-1c）的表达影响。结果显示,试验成功获得高纯度的BMECs,构建了pGCMV-IRES-EGFP-FABP5真核表达载体,且与空白对照组和空载体组相比,FABP5过表达组的甘油三酯和脂滴分泌量极显著增加（P<0.01）,同时SREBP-1c及靶基因FAS、ACC的表达量均极显著增加（P<0.01）;试验成功筛选了FABP5 siRNA1为最佳干扰片段,当FABP5抑制时,抑制组的甘油三酯、脂滴分泌量极显著减少（P<0.01）,SREBP-1c、FAS、ACC的表达量均极显著降低（P<0.01）。表明FABP5可通过上调SREBP-1c的表达从而促进BMEC中乳脂的合成。