奶牛乳腺中LAT1基因對乳蛋白生物合成的影響研究.pdf

1、奶牛在畜牧業(yè)中的作用極其重要，牛奶的產(chǎn)量和質量是衡量畜牧業(yè)水平的重要標準。我國雖然是世界奶牛養(yǎng)殖大國，但奶牛的平均單產(chǎn)處于世界較低水平。牛奶中的乳蛋白的含量相對較低，無法滿足國民消費需求。乳汁是由乳腺中的腺泡分泌細胞產(chǎn)生的。腺泡由分泌上皮細胞構成，這些高度特化的腺泡上皮細胞是奶牛乳腺泌乳的基本單位。篩選對奶牛乳腺發(fā)育和泌乳具有調節(jié)作用的基因并鑒定這些基因的泌乳調節(jié)功能對改善奶牛的泌乳性能、人工調控奶牛乳腺的泌乳能力、促進我國乳業(yè)發(fā)展具有

2、重要作用。
　　L型氨基酸轉運載體1（L-type amino acid transporter1，LAT1）是中性氨基酸轉運載體，負責轉運含有苯環(huán)側鏈與支鏈大分子氨基酸進入細胞。LAT1在哺乳動物肝臟、骨髓、大腦、肌肉、胎盤，睪丸、脾臟等組織中均有表達。在乳腺中，LAT1的功能研究在乳腺癌的案例中較多，在正常的乳腺中研究報道較少。
　　為探討LAT1的表達與奶牛泌乳功能之間的關系，本實驗選取泌乳期高乳品質、泌乳期低乳品質和

3、干奶期的中國荷斯坦奶牛，采用熒光定量PCR、Western blot和間接免疫熒光技術研究LAT1在不同泌乳狀態(tài)及生理狀態(tài)下的乳腺組織中的表達含量與表達部位變化;并采用基因過表達和干擾技術研究LAT1基因對奶牛乳腺上皮細胞乳蛋白合成能力的影響。熒光定量PCR和Western blot均顯示奶牛乳腺組織LAT1基因在泌乳期高乳品質的乳腺組織中的表達最高，顯著高于泌乳期低泌品質和干奶期的奶牛乳腺組織;泌乳期低乳品質的奶牛乳腺組織中LAT1基

4、因的表達也顯著高于干奶期的奶牛乳腺組織。間接免疫熒光結果顯示泌乳期LAT1主要在乳腺腺泡周圍的上皮細胞中表達，雖在腺泡周圍結締組織和脂肪組織的細胞中也檢測到LAT1的表達，但表達水平較弱。在干奶期LAT1主要在導管上皮細胞中表達?；蚋蓴_和過表達的結果顯示，LAT1基因過表達可以誘導奶牛乳腺上皮細胞中LAT1和β-酪蛋白的表達增加，但4F2hc的表達無顯著差異;而LAT1基因干擾則會抑制奶牛乳腺上皮細胞中LAT1和β-酪蛋白的表達，4F

5、2hc的表達沒有發(fā)生變化。
　　mTOR信號通路是調節(jié)蛋白質翻譯過程的主要信號通路。為探討在泌乳的奶牛乳腺上皮細胞中，LAT1的表達是否受到mTOR信號通路的調節(jié)，本研究采用雷帕霉素抑制奶牛乳腺上皮細胞內(nèi)的mTOR信號通路，采用Western blot方法檢測mTOR信號通路抑制后奶牛乳腺上皮細胞中LAT1、4F2hc和β-酪蛋白的表達的變化，以及mTOR信號通路相關蛋白mTOR、4E-BP1和P70S6K的表達和活性變化。結果顯

6、示雷帕霉素處理的奶牛乳腺上皮細胞中mTOR、4E-BP1和P70S6K的表達無顯著變化，但是p-mTOR、p-4E-BP1和p-P70S6K的表達顯著降低，同時LAT1、4F2hc和β-酪蛋白的表達也相應受到抑制。
　　以上研究結果表明LAT1的表達與奶牛乳腺的泌乳能力相關。LAT1在泌乳奶牛乳腺中參與乳蛋白生物合成的調節(jié)，同時LAT1的表達受到細胞內(nèi)mTOR信號通路的調控。該研究結果可以為人工調控泌乳奶牛的乳產(chǎn)量和乳質量提供實驗