牛奶和羊奶等乳制品富含蛋白质,为人体补充多种必需氨基酸和生物活性肽。乳蛋白分为酪蛋白和乳清蛋白两大类,其中酪蛋白细分为αS1-酪蛋白（CSN1S1）、αS2-酪蛋白（CSN1S2）、β-酪蛋白（CSN2）和κ-酪蛋白（CSN3）四种。乳蛋白营养价值高,但其引起的人体过敏问题不容忽视。相较于其他乳蛋白成分,αS1-酪蛋白容易引起人体过敏。羊奶中的αS1-酪蛋白含量远低于牛奶,是羊奶不易过敏的主要因素之一。αS1-酪蛋白的含量与乳蛋白致敏性密切相关,然而目前CSN1S1基因的功能及表达调控机制尚不明确。通过研究奶山羊乳腺上皮细胞CSN1S1基因对乳蛋白合成的调控作用,以及CSN1S1基因的转录和转录后表达调控机制,为降低乳中αS1-酪蛋白含量,改善乳蛋白在人体的消化吸收,提高反刍动物乳品质提供理论依据。本研究克隆奶山羊CSN1S1基因编码区序列,并对其进行了生物信息学分析;利用RNA干扰和腺病毒过表达技术探讨了CSN1S1基因对乳蛋白合成的调控机制;通过对奶山羊CSN1S1基因5’侧翼启动子区的克隆和转录活性研究,探讨了STAT5对CSN1S1基因的转录调控作用;通过克隆奶山羊CSN1S1基因3’非编码区（3’UTR）和转录后调控研究,探讨了miR-204家族成员对CSN1S1基因表达的调控机制。获得如下结果:1.奶山羊αS1-酪蛋白基因的克隆与生物信息学分析克隆得到奶山羊CSN1S1基因的完整编码区642bp,并对山羊、绵羊、牛等10种哺乳动物的CSN1S1基因氨基酸序列进行生物信息学分析,发现山羊和绵羊、牛的CSN1S1基因亲缘关系最接近,与小鼠、大鼠的亲缘关系较远,山羊和绵羊、牛的CSN1S1基因功能性模体和结构域相似,可能具有相似的功能。蛋白互作分析显示αS1-酪蛋白与αS2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-乳白蛋白（LALBA）、β-乳球蛋白（BLG）等多种乳蛋白成分之间可能存在相互作用。通过测定αS1-酪蛋白和β-酪蛋白在不同泌乳期山羊乳腺组织中的表达及羊奶中的含量,发现泌乳盛期和中期乳腺CSN1S1和CSN2基因的表达趋势相反,羊奶中αS1-酪蛋白和β-酪蛋白含量呈现负相关关系。2.αS1-酪蛋白基因对乳蛋白合成的调控作用研究构建奶山羊CSN1S1基因腺病毒重组载体,在山羊乳腺上皮细胞（GMEC）中过表达CSN1S1基因显著下调CSN2基因的表达和β-酪蛋白的合成;使用si RNA干扰CSN1S1基因显著上调CSN2基因和β-酪蛋白的表达。CSN1S1基因的过表达和干扰不影响CSN1S2、CSN3、LALBA和BLG等乳蛋白基因的表达。检测与乳蛋白合成密切相关的JAK2/STAT5和m TOR通路的活性,发现CSN1S1基因显著抑制JAK2和STAT5a的活性,不影响m TOR的活性。通过挽救试验证实,CSN1S1基因通过下调STAT5a的磷酸化水平抑制CSN2基因的转录活性和β-酪蛋白的表达。说明,在GMEC中,抑制CSN1S1基因不仅降低αs1-酪蛋白的含量,同时上调β-酪蛋白的表达。3.αS1-酪蛋白基因启动子的转录活性研究克隆奶山羊CSN1S1基因的5’启动子区2201bp,包含1个TATA-box,位于转录起始位点上游-33～-26bp。通过JASPAR等网站预测了对CSN1S1启动子活性起重要作用的STAT5、C/EBPα、AP-1、GR和YY1等转录因子结合位点。逐段缺失试验表明CSN1S1启动子核心区域位于上游-110～-18bp,包含2个STAT5结合位点（GAS位点）。过表达STAT5a基因显著上调CSN1S1基因的启动子活性及m RNA水平;使用STAT5-IN-1抑制STAT5活性后,细胞核中的STAT5磷酸化水平显著下降,CSN1S1基因的启动子活性、m RNA及蛋白水平显著下调。通过对CSN1S1启动子区的3个保守GAS位点进行定点突变试验,发现核心区域的GAS1和GAS2均是STAT5的结合位点,染色质免疫沉淀（Ch IP）试验证实了STAT5与这两个位点的直接结合作用。因此,在GMEC中,STAT5通过GAS1和GAS2位点直接调控CSN1S1基因的转录,突变这两个位点抑制CSN1S1基因的转录和αS1-酪蛋白的合成。4.αS1-酪蛋白基因3’非编码区的转录后调控研究克隆奶山羊CSN1S1基因的3’UTR序列429bp,通过Target Scan等软件预测miR-204家族成员miR-204-5p和miR-211共同靶向CSN1S1基因3’UTR区275～281nt位点。在不同泌乳期山羊乳腺组织中,miR-204-5p和miR-211在泌乳盛期的表达均显著低于泌乳中期,与CSN1S1基因的表达趋势相反。位点突变试验证实miR-204-5p和miR-211通过靶向CSN1S1基因3’UTR特异序列协同抑制CSN1S1基因和αS1-酪蛋白的表达。此外,miR-204-5p和miR-211上调CSN2基因的表达和β-酪蛋白的合成,同时上调STAT5a的活性。挽救试验证实miR-204-5p和miR-211通过CSN1S1-STAT5a信号轴上调β-酪蛋白的表达,Ch IP试验说明其通过促进STAT5a的活性来上调CSN2基因的转录活性。表明,在GMEC中,miR-204-5p和miR-211靶向CSN1S1基因协同下调αS1-酪蛋白的合成、上调β-酪蛋白的合成。综上所述,在山羊乳腺上皮细胞中,CSN1S1基因负向调控β-酪蛋白的合成;通过转录和转录后途径均能下调CSN1S1基因的表达和αS1-酪蛋白的合成。本研究阐述了奶山羊CSN1S1基因的功能及其表达调控机制,为降低乳中αS1-酪蛋白的含量进而减轻反刍动物乳蛋白致敏性提供理论依据。