[00119599]王不留行黄酮苷调控奶牛乳腺泌乳机制的研究

1、课题来源与背景 奶牛是我国畜牧养殖业中重要的经济动物之一,我国奶牛业普遍存在产奶量低、乳脂率和乳蛋白含量不高等问题,这些问题制约了我国奶牛业发展。目前国内外都积极探索提高奶牛泌乳量的有效方案。传统方法采用添加抗生素及一些化学合成物质作为饲料添加剂来提高奶牛产奶性能或防治泌乳期奶牛疾病,但这些添加剂具有毒副作用大、残留高,易产生抗、耐药性和致癌、致突变等缺陷。2006年,欧盟全面禁止使用促生长抗生素类饲料添加剂。为提高奶牛产奶性能,各国科学家寻求新型的抗生素替代品。 近年来,有关中草药饲料添加剂提高奶牛营养物质利用率、促进生长发育、增加产奶量、改善乳品质量、增强抗应激和机体免疫力等方面的报道较多。目前已有穿山甲、通草、黄芪、蒲公英、甘草、王不留行等中草药应用于奶牛的催乳,成为奶牛业良好的饲料添加剂。王不留行在我国用于产妇催乳已有1000多年的历史,近年来有关其增加奶牛产奶量和泌乳调控的研究逐渐增多。 目前王不留行等中草药应用于奶牛的催乳,成为奶牛业良好的饲料添加剂。王不留行为中草药麦蓝菜Vaccaria segetalis（Neck．）Garcke的干燥成熟种子,是民间常用的一种催乳药材。其始载于《神农本草经》,有活血通经,下乳消肿等功能。王不留行黄酮苷（Vaccarin, Vac）是王不留行的标识性成分。我们之前研究中,已经证明王不留行黄酮苷提取物可促进奶牛乳腺上皮细胞乳糖、β-酪蛋白和TG的分泌,增强其泌乳功能。但目前关于王不留行黄酮苷激活乳合成相关信号通路的相关机制的研究尚不深入,哪些重要的信号分子可能介导了外源信号的传递,哪些重要的信号分子可能参与了王不留行黄酮苷促泌乳调控过程都是亟待解决的问题 2、研究的目的和意义 本项目拟揭示王不留行黄酮苷的添加与奶牛乳腺上皮细胞（BMECs）乳合成之间的计量依赖关系,王不留行黄酮苷是否通过PI3K-AKT-mTOR信号通路来调节乳蛋白和乳脂肪合成。Vac是否依赖于PRLR调节PI3K信号通路进而调控BMECs的乳合成和细胞增殖。这些问题的阐明将为王不留行作为饲料添加剂调控奶牛产奶提供理论依据和技术途径。 3、主要论点与论据 本项目系统的研究了Vac调控BMECs乳蛋白乳脂肪及细胞合成的机理及动物实验。第一部分,通过在BMECs中添加适宜浓度的Vac,对细胞数、乳蛋白、甘油三酯和脂滴的水平进行检测,推测Vac能够正向调控 BMECs的乳脂肪合成。第二部分通过添加Vac同时添加信号通路阻断剂LY294002,结果表明,抑制了PI3K后,p-mTOR、fSREBP-1c、nSREBP-1c及Cyclin D1的蛋白表达量显著降低,确定了Vac通过PI3K-mTOR/SREBP-1c/Cyclin D1信号通路促进BMECs的乳蛋白乳脂肪合成以及细胞增殖。第三部分通过添加Vac同时干扰PRLR,观察到干扰了PRLR后细胞p-PI3K、p-mTOR、fSREBP-1c、nSREBP-1c及Cyclin D1的蛋白表达量明显降低,说明Vac对乳蛋白乳脂肪的调节作用依赖PRLR。第四部分深入研究了Vac依赖PRLR调节乳合成的原因,实验结果显示PRLR随着Vac浓度的变化表达量呈现剂量依赖性的趋势,判断出PRLR通过上调表达量刺激下游信号蛋白PI3K,继而将信号传递下去。第五部分,对奶牛注射王不留行黄酮苷,检测产奶量及乳品质,它可以提高乳蛋白和乳脂的含量。 本项目主要探究了Vac对奶牛乳腺上皮细胞的作用及调节机制,该研究结果将对于Vac在奶牛饲料的生产中提供理论依据。