奶牛乳腺中LAT1基因?qū)θ榈鞍咨锖铣傻挠绊懷芯?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(zhì)量是衡量畜牧業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。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(fèi)需求。乳汁是由乳腺中的腺泡分泌細(xì)胞產(chǎn)生的。腺泡由分泌上皮細(xì)胞構(gòu)成，這些高度特化的腺泡上皮細(xì)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(diào)節(jié)作用的基因并鑒定這些基因的泌乳調(diào)節(jié)功能對改善奶牛的泌乳性能、人工調(diào)控奶牛乳腺的泌乳能力、促進(jìn)我國乳業(yè)發(fā)展具有

2、重要作用。
　　L型氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體1（L-type amino acid transporter1，LAT1）是中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)含有苯環(huán)側(cè)鏈與支鏈大分子氨基酸進(jìn)入細(xì)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(dá)。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(dá)與奶牛泌乳功能之間的關(guān)系，本實驗選取泌乳期高乳品質(zhì)、泌乳期低乳品質(zhì)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(shù)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(dá)含量與表達(dá)部位變化;并采用基因過表達(dá)和干擾技術(shù)研究LAT1基因?qū)δ膛Ｈ橄偕掀ぜ?xì)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(zhì)的乳腺組織中的表達(dá)最高，顯著高于泌乳期低泌品質(zhì)和干奶期的奶牛乳腺組織;泌乳期低乳品質(zhì)的奶牛乳腺組織中LAT1基

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

5、2hc的表達(dá)沒有發(fā)生變化。
　　mTOR信號通路是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)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(xì)胞中，LAT1的表達(dá)是否受到mTOR信號通路的調(diào)節(jié)，本研究采用雷帕霉素抑制奶牛乳腺上皮細(xì)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(xì)胞中LAT1、4F2hc和β-酪蛋白的表達(dá)的變化，以及mTOR信號通路相關(guān)蛋白mTOR、4E-BP1和P70S6K的表達(dá)和活性變化。結(jié)果顯

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