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细胞凋亡,是细胞的程序性死亡过程(programmed cell death, PDC),它是一种基本的生理学过程,在发育和组织稳态中起到关键的作用。乳腺是一个可再生的组织,其在每个妊娠循环中都要经历细胞增殖和凋亡的过程,特别是在断乳后,乳腺进入一个退化过程,伴随着大量乳腺上皮细胞的凋亡。细胞的凋亡是乳腺实现其功能的必经阶段,因此系统研究乳腺发育过程中乳腺细胞凋亡的周期性规律及其机理,可以更好地了解乳腺发育结构变化的规律,找到可适当延长泌乳期,提高产奶量的生物调控方法。在基因水平进行奶牛泌乳功能的有效调控,能够提高奶牛单产水平、提高营养物质转化率并改良乳品质,可直接显著提高奶牛养殖的经济效益,解决我国奶业领域面临的一些重大问题。本研究以荷斯坦奶牛为实验材料,应用TUNEL法对奶牛不同发育时期正常乳腺组织(冰冻切片)的细胞凋亡情况进行了系统检测,检测奶牛乳腺组织中的细胞凋亡信号,确定奶牛不同时期乳腺组织的凋亡规律；应用荧光定量RT-PCR及Western blotting技术,检测奶牛不同发育阶段乳腺组织中细胞凋亡相关基因和蛋白的表达变化情况,主要包括Bax(前凋亡蛋白)、TGF-ββ1、P53基因,以及检测凋亡相关重要信号蛋白的表达情况,主要包括caspase3(下游)、Fas(上游)、TNF-R1(上游)。TUNEL法检测结果表明青春期乳腺发育平稳,乳腺组织大部分为脂肪垫结构,处于等速生长时期,此时期细胞凋亡程度相对较低。妊娠期乳腺发育迅速,大量乳腺腺泡开始发育,凋亡量上升,其中妊娠初期2月,在垂体、卵巢和胎盘分泌的多种激素的共同作用下,导管系统和腺泡迅速生长发育,细胞凋亡出现了一个高峰。泌乳期乳腺结构稳定,几乎没有新生和退化的结构变化,因此凋亡信号不明显,几乎检测不到。泌乳晚期直至退化之前,乳腺腺泡结构开始打开,逐渐向退化期过渡,腺泡上皮细胞逐渐开始发生凋亡,此时凋亡信号要比泌乳初期增多,在退化3d达到最高峰,绿色阳性信号几乎满屏,然后凋亡量逐渐降低,退化30d后乳腺已经基本恢复到青春期状态,凋亡细胞量也随之减少,开始下一轮循环。荧光定量和western blotting结果表明各种凋亡相关基因在奶牛乳腺发育的不同时期均有表达,但表达部位及表达量均发生变化。荧光定量PCR结果显示：P53基因在各个时期均有表达,青春期末到妊娠期的表达量较高,显著高于其他阶段的各个时期(P<0.05)：Tgf-β1基因在青春期木表达量最高,显著高于其它各个时期(P<0.05)：Fas基因在泌乳终末期表达量最高,与其它各个时期表达差异显著(P<0.05)；Tnf-rl在各个时期均有表达,呈现动态变化；Bax基因在妊娠初期和泌乳末期表达量最高,此时伴随着大量的细胞更新；下游凋亡基因caspase-3在退化期末表达量显著增高,与其他各个时期表达差异显著(P<0.05)。Western blotting结果也显示了相应的蛋白动态表达变化。基于TNF-R1、caspase-3和caspase-8的基因表达,在细胞内和细胞外两种导致凋亡的途径之间没有发现阶段依赖性转换。