奶业发展是农业现代化发展的重要标志,牛奶以其丰富的乳蛋白、乳脂肪、矿物质和维生素含量深受消费者喜爱。乳蛋白和乳脂作为牛奶的主要成分,其在牛奶中的组成比例是衡量乳品质的重要标志。我国奶业规模正逐步扩大,牛奶产量也稳步提高,但牛奶品质相比于发达国家仍存在较大差距。这严重制约了我国乳制品和乳衍生产品的产业发展。牛奶中的酪蛋白和脂肪酸主要由牛乳腺上皮细胞分泌,并受相关基因调控。全反式视黄酸（ATRA）作为营养素已被证明可促进乳腺发育,提高乳蛋白分泌量。本研究通过在奶牛乳腺上皮细胞系（MAC-T）分化期添加全反式视黄酸,检测乳脂乳蛋白相关基因表达以及乳脂肪酸组成比例,旨在确定全反式视黄酸对MAC-T细胞酪蛋白和脂肪酸组成方面的功能作用。试验一:将贴壁生长的MAC-T细胞以1×10⁴个/毫升的密度接种于3个96孔板中培养,每孔200微升。培养1天后每个96孔板分成9组,每组6个重复。添加全反式视黄酸工作液使其浓度分别为0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0μM,其中0.0μM组为添加0.004%DMSO（4.0μM全反式视黄酸试验组中DMSO浓度）对照组,继续培养72小时,每24小时取一板细胞进行MTT检测。试验结果表明:处理全反式视黄酸后,MAC-T细胞增殖活性随浓度的增加表现为先上升后下降的趋势,活性最强时的浓度在处理第一天、第二天和第三天后分别为1.0、1.5和1.0μM。处理两天后,当浓度达到和超过2.5μM时,MAC-T细胞增殖活性受到显著抑制,而处理全反式视黄酸三天后浓度达到3.5μM及以上时才出现显著抑制效果。试验二:将贴壁生长的MAC-T细胞以1×10⁴个/毫升的密度接种于6孔板中培养,每孔2毫升。待其汇合率达到80%左右时更换分化培养基继续培养4天,然后将六孔板分为4组,每组3个重复,按0.0、1.0、1.5和2.0μM最终浓度分别添加全反式视黄酸工作液,继续培养3天后收集细胞,进行相关基因检测和1.5μM添加量时的磷酸化蛋白检测。试验结果表明:全反式视黄酸增加MAC-T细胞中α_S1-酪蛋白,β-酪蛋白mRNA的表达,促进JAK2-STAT5信号通路中JAK2和ELF5,以及PI3K-AKT1-mTOR信号通路中S6K1和4EBP1的表达,PI3K和eIF-4E被全反式视黄酸抑制,而STAT5-β、AKT1和mTOR mRNA表达则不受影响;另一方面,处理1.5μM全反式视黄酸时,STAT5-β以及S6K1蛋白磷酸化加强,但mTOR磷酸化无变化。试验三:将贴壁生长的MAC-T细胞以1×10⁴个/毫升的密度接种于100毫米培养皿和6孔板中培养,培养皿每板1×10⁵个细胞,六孔板每孔2×10⁴个。待其汇合率达到80%左右时更换分化培养基继续培养4天,然后将100毫米培养皿和6孔板分别分为4组,每组3个重复,按0.0、1.0、1.5和2.0μM最终浓度分别添加全反式视黄酸工作液,继续培养3天后收集细胞,分别进行GC分析和相关基因检测。试验结果表明:全反式视黄酸改变了MAC-T细胞中脂肪酸的组成,1.5和2.0μM全反式视黄酸增加了短链脂肪酸（SCFAs）和中链脂肪酸（MCFA）的占比,而降低了长链脂肪酸（LCFA）的占比;同时,所有浓度全反式视黄酸均提高了饱和脂肪酸（SFAs）和单不饱和脂肪酸（MUFA）占比且降低了多不饱和脂肪酸（PUFA）占比;单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值也受到全反式视黄酸的抑制作用;另一方面,全反式视黄酸还降低了ω-6不饱和脂肪酸总占比,并提高了ω-3不饱和脂肪酸总占比,从而显著降低了ω-6/ω-3的比值。同时,ACACA、FASN、LPL、SCD和SREBP1 mRNA表达均被全反式视黄酸不同程度增强。结论:全反式视黄酸通过激活JAK2/STAT5和mTOR下游信号通路促进了酪蛋白基因的表达。并通过激活SREBP1信号通路提高乳脂合成相关基因（ACACA,LPL,FASN,SCD）的表达来改善MAC-T细胞脂肪酸组成,提高细胞中短中链脂肪酸、单不饱和脂肪酸的比例,提高EPA和DHA的含量,降低ω-6/ω-3的比例。