乳蛋白是一种营养物质丰富、易于被人体吸收、受到广泛欢迎的天然级食品。乳当中的乳蛋白含有人体生长发育所需要的一切必需氨基酸和其他氨基酸,其构成比例合理。牛乳中的酪蛋白含量占牛乳总蛋白含量的80%,具有很高的营养价值。随着现今人口日益增长,人们对于乳制品的需求量也逐渐增加。因此,加速改善牛奶品质,提高乳蛋白含量,是现在急需解决的问题。泌乳期间乳蛋白在乳腺上皮细胞中大量合成,氨基酸转运载体在乳蛋白合成过程中发挥关键作用,协助多种必需氨基酸转运进入细胞参与乳蛋白合成。SLC38家族的氨基酸转运载体主要介导Na~+依赖的中性氨基酸的吸收。SLC38家族成员SNAT2(SLC38A2)在泌乳期乳腺组织中表达,在输送氨基酸进入乳腺上皮细胞过程中起重要作用,被认为是细胞中重要的氨基酸转运载体之一。然而,在奶牛乳腺上皮细胞中,SNAT2与乳蛋白合成两者间的关系以及SNAT2具体通过何种分子机制调控乳蛋白的合成尚不明确。本研究采用奶牛乳腺组织和奶牛乳腺上皮细胞作为实验材料,研究SNAT2在奶牛乳腺组织中的表达模式以及SNAT2对乳蛋白合成的影响。本研究利用western blot和免疫荧光染色技术对SNAT2的表达变化进行检测。结果显示SNAT2在泌乳期奶牛乳腺组织中的表达量明显高于干奶期,同时β-酪蛋白在泌乳期间也高表达。免疫荧光检测结果表明,在泌乳期的奶牛乳腺组织中,SNAT2主要在围成腺泡的乳腺上皮细胞中高度表达。随后研究了SNAT2基因过表达和干扰后,奶牛乳腺上皮细胞中β-酪蛋白表达变化,结果显示SNAT2基因过表达后,奶牛乳腺上皮细胞中β-酪蛋白合成量升高;而SNAT2基因干扰后,奶牛乳腺上皮细胞中β-酪蛋白合成量减少。采用MTT方法检测SNAT2基因过表达和干扰后奶牛乳腺上皮细胞活力的变化,结果显示SNAT2过表达后,细胞活力增加;SNAT2基因干扰后,细胞活力降低。以上这些结果都表明SNAT2在奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白合成过程中发挥重要调控作用。为了明确SNAT2在奶牛乳腺上皮细胞中表达的调控方式,我们研究了催乳素对SNAT2表达的调节。Western blot和免疫荧光检测结果均显示催乳素处理的奶牛乳腺上皮细胞中SNAT2的表达显著增加。同时催乳素处理组β-酪蛋白的含量也明显提高。综合上述结果,初步在细胞模型中证明了催乳素作为泌乳调节的重要激素,可以调控SNAT2的表达,进一步调控乳蛋白的合成。为进一步研究在奶牛乳腺上皮细胞中催乳素调节SNAT2的表达的信号通路。本研究采用western blot技术检测催乳素处理下奶牛乳腺上皮细胞中AKT、m TOR信号通路分子的磷酸化水平。结果显示催乳素可以诱导AKT、m TOR及其下游信号分子P70S6K和4E-BP1的磷酸化。采用PI3K抑制剂抑制PI3K的活性,AKT、m TOR、P70S6K和4E-BP1的磷酸化水平均下降,同时SNAT2和β-酪蛋白表达量也相应下降。采用雷帕霉素抑制m TOR信号通路,发现m TOR及其下游信号分子P70S6K和4E-BP1的磷酸化程度均下降,SNAT2和β-酪蛋白表达量也相应减少。这些结果表明在奶牛乳腺上皮细胞中催乳素通过PI3K/AKT/m TOR信号通路调节SNAT2的表达,进而影响乳蛋白合成。综上所述SNAT2在泌乳期的奶牛乳腺上皮细胞中高表达,在奶牛乳腺上皮细胞中SNAT2可以调节乳蛋白的合成,催乳素可以通过PI3K/AKT/m TOR信号通路调节SNAT2的表达,进而影响乳蛋白的合成过程。该研究结果可以丰富泌乳奶牛乳腺中乳蛋白合成调控的分子机制,为今后在生产实践中通过分子调控方式调节乳蛋白合成和提高乳品质提供参考。