酮病是围产期奶牛泌乳初期常见的糖脂代谢障碍性疾病。患临床酮病的奶牛血浆非酯化脂肪酸(NEFA)与酮体浓度显著升高,并表现出乳蛋白率降低、乳脂率升高等特征。血液中高浓度的NEFA能够被奶牛乳腺组织吸收,并用于合成乳脂。乳蛋白与乳脂的合成受到诸多因素的影响。其中JAK2/STAT5与mTOR信号通路是调节乳蛋白合成的核心途径;诱导细胞凋亡的DFF45样因子A(CIDEA)是脂滴相关蛋白,与脂质代谢密切相关。已有研究表明,在小鼠乳腺组织中,CIDEA参与乳脂的合成与分泌,并直接影响新生小鼠存活率,且在泌乳奶牛乳腺组织中高表达。但临床酮病奶牛高NEFA是否参与以及如何调控乳腺组织乳蛋白和乳脂的合成尚不清楚。因此,本实验通过采集健康与临床酮病奶牛乳腺组织,体外分离培养的奶牛乳腺上皮细胞(BMEC)并添加不同浓度NEFA,研究高浓度NEFA对乳蛋白和乳脂合成与分泌的影响及机制。采集健康奶牛与临床酮病奶牛的血液和乳汁样本,检测血清代谢指标并进行乳成分分析。结果表明,临床酮病奶牛血液中NEFA、乳中乳脂率显著高于健康奶牛,乳蛋白率显著低于健康奶牛。为进一步研究高浓度NEFA分别对乳蛋白与乳脂合成的影响,采集健康与临床酮病奶牛的乳腺组织;体外培养BMEC,并分为3个处理组:添加0、0.3、0.6、1.2 mM NEFA组,0.6 mM蛋氨酸(Met)与1.2 mM NEFA共培养组,催乳素(PRL)与1.2 mM NEFA共培养组。体内实验结果表明,在临床酮病奶牛乳腺组织中,JAK2/STAT5与mTOR信号通路均受到抑制,β-酪蛋白(β-casein)表达水平降低。体外实验表明,高浓度NEFA降低了BMEC中β-casein表达水平。与此同时,JAK2、STAT5、mTOR、S6K1磷酸化水平及STAT5、S6K1、4EBP1的mRNA转录水平随NEFA浓度的降低而降低。添加Met/PRL后,可显著缓解高浓度NEFA对β-casein表达水平、JAK2/STAT5和mTOR信号通路激活的抑制作用。结果说明,高浓度NEFA通过抑制JAK2/STAT5与mTOR信号通路的激活进而抑制BMEC中乳蛋白的合成。采集临床酮病与健康奶牛乳腺组织,分离培养的BMEC,分为3个处理组:转染过表达CIDEA腺病毒组,添加0、0.3、0.6、1.2 mM NEFA组,添加1.2 mM NEFA并转染沉默CIDEA腺病毒组。体外实验结果表明,临床酮病奶牛乳腺组织中CIDEA、脂肪酸从头合成基因(FASN和ACACA)和乳脂分泌基因(BTN1A1和XDH)表达水平均高于健康奶牛。体外实验发现,添加高浓度NEFA与过表达CIDEA均显著增加了BMEC中FASN、ACACA、BTN1A1、XDH的表达水平与甘油三酯(TAG)的含量。而沉默CIDEA则逆转了NEFA对FASN、ACACA、BTN1A1、XDH表达水平与TAG含量升高的作用。高浓度NEFA通过CIDEA介导BMEC乳脂合成与分泌的增加。以上结果表明,临床酮病奶牛低乳蛋白率、高乳脂率与血液中高浓度NEFA相关。提示临床酮病奶牛血液高浓度NEFA是导致奶牛低乳蛋白率、高乳脂率的重要起始因子,其对乳蛋白或乳脂率的影响分别由JAK2/STAT5和mTOR信号通路或CIDEA介导。