牛乳腺上皮细胞SNAT2对氨基酸调节乳合成的影响

试验旨在研究氨基酸转运体钠离子依赖的中性氨基酸转运蛋白（the sodium-dependent neutral amino acid transporter 2,SNAT2）在牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cell,BMEC）中对氨基酸调节乳合成的影响。利用组织块法成功培养原代BMEC,添加不同氨基酸（蛋氨酸（Met）、赖氨酸（Lys）和亮氨酸（Leu）刺激BMEC后,通过实时荧光定量PCR、Western blotting技术和甘油三酯试剂盒检测SNAT2、酪蛋白（β-casein）基因的表达量和BMEC培养液上清甘油三酯的分泌量;将N-flag-SNAT2真核表达载体及SNAT2 siRNA分别转入细胞中进行SNAT2基因的过表达和敲低试验;通过Western blotting和甘油三酯试剂盒分别检测SNAT2、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（the mammalian target of rapamycin,mTOR）、β-casein蛋白表达量和BMEC培养液上清的甘油三酯含量。结果显示,3种氨基酸（Met、Lys、Leu）均能显著促进BMEC分泌乳蛋白和乳脂,并激活mTOR信号途径,其中Met、Lys还能够显著上调SNAT2基因表达;SNAT2能够正向调节BMEC乳蛋白和乳脂肪的合成,并激活mTOR信号通路,说明氨基酸激活mTOR信号通路是通过SNAT2基因介导完成的,进而调节了BMEC乳蛋白和乳脂肪合成。     

牛乳腺上皮细胞SNAT2对氨基酸调节乳合成的影响

试验旨在研究氨基酸转运体钠离子依赖的中性氨基酸转运蛋白(the sodium-dependent neutral amino acid transporter 2,SNAT2)在牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cell,BMEC)中对氨基酸调节乳合成的影响。利用组织块法成功培养原代BMEC,添加不同氨基酸(蛋氨酸(Met)、赖氨酸(Lys)和亮氨酸(Leu)刺激BMEC后,通过实时荧光定量PCR、Western blotting技术和甘油三酯试剂盒检测SNAT2、酪蛋白(β-casein)基因的表达量和BMEC培养液上清甘油三酯的分泌量;将N-flag-SNAT2真核表达载体及SNAT2siRNA分别转入细胞中进行SNAT2基因的过表达和敲低试验;通过Western blotting和甘油三酯试剂盒分别检测SNAT2、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(the mammalian target of rapamycin,mTOR)、β-casein蛋白表达量和BMEC培养液上清的甘油三酯含量。结果显示,3种氨基酸(Met、Lys、Leu)均能显著促进BMEC分泌乳蛋白和乳脂,并激活mTOR信号途径,其中Met、Lys还能够显著上调SNAT2基因表达;SNAT2能够正向调节BMEC乳蛋白和乳脂肪的合成,并激活mTOR信号通路,说明氨基酸激活mTOR信号通路是通过SNAT2基因介导完成的,进而调节了BMEC乳蛋白和乳脂肪合成。     

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。     

美斯特对奶牛产奶量、乳成分及产乳效率的影响

选择30头泌乳前期（20~40d）的中国荷斯坦奶牛,根据产奶量、胎次、泌乳天数进行配对,随机分为对照组、A组和B组,每组10头。基础日粮为TMR混合日粮,对照组不添加美斯特,A组添加量为30g/（头·d）,B组添加量为15g/（头·d）。测定指标包括产奶量、产乳效率及乳中乳蛋白、乳脂等乳成分。试验结果表明：①A组产奶量﹑乳脂产量﹑乳蛋白产量（kg/d）及乳蛋白率（%）显著高于对照组（P〈0.05）,分别提高2.7﹑﹑0.130.09kg和0.21%;乳脂率提高0.31%,但不显著;产乳效率得到显著改善（P〈0.05）。②B组产奶量﹑乳蛋白产量（kg/d）也分别显著提高1.79和0.13kg/d（P〈0.05）;乳蛋白率（%）和乳脂产量（kg/d）也分别提高0.11%和0.10kg/d,但不显著。③美斯特的不同添加量对奶牛干物质采食量和乳中乳脂率﹑总固形物﹑非脂乳固体﹑乳糖﹑体细胞数﹑乳尿素氮及乳酮体等指标没有显著影响。     

IGF-Ⅰ对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白表达的影响

为了研究外源添加不同浓度的胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)乳脂和乳蛋白含量的影响,试验选取生长状态良好的第三代乳腺上皮细胞进行培养,试验组添加浓度分别为25,50,75μg/m L的IGF-Ⅰ,对照组仅添加与试验组等体积的完全培养基,用高效液相色谱法检测乳用三酰甘油的表达量,用Western-blot法测定培养12,24,48,72小时时的细胞乳蛋白中α-酪蛋白和κ-酪蛋白的表达量。结果表明:添加25μg/m L IGF-Ⅰ的试验Ⅰ组,细胞乳脂表达极显著高于对照组及其他试验组(P0. 01);试验组乳蛋白的表达均显著或极显著高于对照组(P0. 05或P0. 01)。说明IGF-Ⅰ对BMECs乳脂和乳蛋白的表达具有一定促进作用。     

胃肠道-肝脏-乳腺协同调节奶牛乳成分的机制

作为牛奶营养价值评定的关键营养性指标,乳蛋白、乳脂及乳糖的合成需要机体多组织器官协同完成,同时也受多条信号通路的调控。本文综述了乳蛋白、乳脂和乳糖的合成过程,强调了胃肠道-肝脏-乳腺协作在乳成分合成中的作用,并阐述了乳成分合成的分子调控机制,以期为改善牛奶成分的营养调控策略提供参考。     

日粮组成对牛奶中乳成分合成与调控机制影响的研究

牛奶中乳蛋白和乳脂肪含量的高低直接关系到牛奶的品质和风味。牛奶中乳蛋白主要可以分为酪蛋白和乳清蛋白两种类型,其合成代谢过程均受到mTOR信号分子通路、JAK-STAT信号分子通路、GCN2-eIF2a信号分子通路的影响。牛奶中乳脂肪主要为三酰基甘油酯、磷脂等,对于牛奶的营养和风味均有重要影响,其受到脂肪酸相关酶ACACA、FAS、SCD1的调控。饲料营养是影响牛奶中乳蛋白和乳脂肪的关键因素之一,包括精粗饲料配比及饲料添加剂的应用等方面。本文对牛奶中乳蛋白和乳脂肪的合成调控机理,及日粮组成对其的影响机制进行阐述,为改善乳品质提供参考。     

沉默信息调节因子2相关酶1对乳脂、乳蛋白合成和乳腺炎的调节及其可能机制

沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)是Sirtuins家族成员，可以对染色质和非组蛋白进行去乙酰化，在乳脂、乳蛋白合成以及乳腺炎的调控中发挥重要作用。本文主要综述了SIRT1通过AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）、蛋白酪氨酸激酶-2(JAK2)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）和核转录因子-κB(NF-κB)等信号通路调控奶牛乳脂、乳蛋白合成以及乳腺炎的分子机制，以期为奶牛在乳脂、乳蛋白合成以及乳腺炎的靶向治疗提供理论支撑。     

泌乳奶牛乳腺葡萄糖吸收、代谢及其调控研究进展

乳腺是合成乳汁的重要场所。葡萄糖是泌乳奶牛合成乳糖的前体物,并且与乳脂、乳蛋白合成密切相关。为提高泌乳奶牛饲料转化效率、泌乳量,有必要深入研究奶牛乳腺的葡萄糖吸收与代谢机制。本文从乳腺葡萄糖吸收方式、乳腺葡萄糖摄取的调控、乳腺葡萄糖代谢及调控3个方面,对泌乳奶牛乳腺的葡萄糖吸收、代谢及其调控进行综述,为进一步研究乳腺代谢,调控乳产量、乳脂含量和乳蛋白含量提供依据。     

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。     

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.     

催乳素对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响

本试验旨在探讨催乳素对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响。选取中国荷斯坦奶牛BMECs为试验材料,经纯化培养后,培养基中添加不同浓度催乳素[0(对照)、100、300、500和1 000 ng/m L],继续培养24 h。通过四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法检测细胞活力;利用试剂盒检测胞内甘油三酯的含量;采用实时定量PCR法检测乳脂和乳蛋白合成相关基因的表达。结果表明:1)催乳素浓度为100、300 ng/m L时,BMECs相对增殖率显著高于对照组与其他试验组(P0.05)。2)与对照组相比,300 ng/m L催乳素能够显著提高BM ECs乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、二酰甘油酰基转移酶(DG AT)、脂肪酸结合蛋白3(FABP3)基因表达量及甘油三酯的含量(P0.05),硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)基因表达量有增加的趋势。3)与对照组相比,100、300 ng/m L催乳素能够显著提高哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)、催乳素受体(PRLR)基因表达量(P0.05);300 ng/m L催乳素能显著提高αS1酪蛋白(CSN1 S1)基因表达量(P0.05)。综上所述,100~300 ng/m L的催乳素对BM ECs乳脂和乳蛋白合成有较好的促进效果。     

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。     

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。     

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。     

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.