摘要: 牛奶包含了人体所需的多种营养成分，可以为人体提供营养并改善体质。乳脂是牛奶的主要营养成分之一，但我国奶牛的产奶量和乳脂含量还有很大的提升空间。至今，生产具有高乳脂品质的牛奶仍是健康食品的发展趋势和研究热点。 瘦素(Leptin)是由LEP基... 展开 牛奶包含了人体所需的多种营养成分，可以为人体提供营养并改善体质。乳脂是牛奶的主要营养成分之一，但我国奶牛的产奶量和乳脂含量还有很大的提升空间。至今，生产具有高乳脂品质的牛奶仍是健康食品的发展趋势和研究热点。 瘦素(Leptin)是由LEP基因编码的蛋白质激素，主要由白色脂肪分泌。Leptin需要与质膜上的受体(Leptin Receptor，OB-R)结合，从而发挥分子生物学功能。啮齿动物体外注射适量Leptin可以使TAG合成底物——甘油和脂肪酸增加。在小鼠脑组织中的研究表明，Leptin基因的表达与脂肪含量成正比。研究表明乳腺自身也可以合成和分泌Leptin，然而Leptin通过其受体OB-Rb特异性调节奶牛乳腺乳脂合成的分子机制仍不清楚。 为探讨Leptin基因是否影响奶牛乳腺中乳脂的合成，本研究首先采用qPCR、western blot和免疫荧光方法分别检测了Leptin及其受体OB-Rb在泌乳期和干奶期奶牛乳腺组织中的表达，结果显示Leptin及其受体OB-Rb在泌乳期乳腺组织中的表达显著高于干奶期（P＜0.05），表达部位位于腺泡上皮细胞。该结果表明Leptin的表达与泌乳相关。然后本研究以奶牛乳腺上皮细胞为实验模型，添加不同浓度的Leptin，检测不同浓度Leptin对细胞中TAG含量的影响。结果显示，当Leptin浓度为200ng/mL时，细胞中TAG含量最高，OB-Rb的蛋白表达也最高，表明200ng/mL的Leptin对体外培养的奶牛乳腺上皮细胞的OB-Rb的蛋白表达和乳脂合成具有显著的促进作用。随后采用RNAi的方法研究干扰OB-Rb后对Leptin诱导的乳脂合成的影响，结果显示尽管在Leptin存在下，干扰OB-Rb后细胞中TAG含量显著降低(P＜0.05)。这些结果表明在奶牛乳腺上皮细胞中Leptin通过OB-Rb调节乳脂合成。 乙酸(acetate)和β-羟基丁酸(β-hydroxybutyrate，BHBA)是奶牛乳腺中乳脂合成的前体物质，在体外实验培养的奶牛乳腺上皮细胞中添加乙酸和BHBA可以明显促进细胞内甘油三酯的合成。为了明确奶牛乳腺上皮细胞中乙酸和BHBA诱导的乳脂合成是否与Leptin和OB-Rb的表达相关，我们首先向奶牛乳腺上皮细胞中添加8mmol/L乙酸钠和1mmol/LBHBA诱导乳脂合成增加，western blot结果显示乳腺上皮细胞中Leptin和OB-Rb的表达显著增加，提示乙酸和BHBA可以诱导奶牛乳腺上皮细胞中Leptin和OB-Rb的表达。当采用RNAi方法干扰细胞中Leptin基因的表达，乙酸和BHBA诱导的OB-Rb的表达和TAG含量显著降低(P＜0.01)，表明奶牛乳腺上皮细胞中乙酸和BHBA诱导的乳脂合成依赖于Leptin-OB-Rb信号。 为了进一步研究Leptin调节奶牛乳腺上皮细胞中乳脂合成的信号传导途径，我们首先将Leptin添加到奶牛乳腺上皮细胞中，western blot结果显示Leptin可以诱导PI3K-AKT-mTOR信号通路分子AKT和mTOR的磷酸化及与乳脂合成相关的基因ACC、FASN、DGAT1以及SREBP1的表达增加;而在添加Leptin的同时干扰OB-Rb的表达，则获得相反的结果。当使用LY294002和雷帕霉素分别抑制PI3K和mTOR的活性，western blot结果显示PI3K-AKT-mTOR信号分子的磷酸化水平降低，SREBP1的表达也显著降低。这些结果表明在奶牛乳腺上皮细胞中，Leptin可以通过OB-Rb激活细胞中的PI3K-AKT-mTOR信号传导途径，调节乳脂合成相关基因的表达，讲而调节乳脂的合成。该研究结果可以为人工调控泌乳奶牛的乳产量和乳质量提供实验依据，为今后在生产实践中通过分子生物学手段来调节乳脂合成和提高乳品质提供参考。 收起