热应激改变蛋白质代谢及诱导乳腺细胞凋亡影响乳蛋白的合成

摘要

本试验旨在研究热应激时乳蛋白含量和产量降低与消化率、瘤胃发酵、机体物质代谢、泌乳相关激素、乳蛋白合成相关信号通路及乳腺细胞凋亡的关系，并从中揭示热应激引起乳蛋白含量和产量下降的原因。试验选取四头泌乳日龄、体重、产奶量相近的经产健康荷斯坦奶牛，随机分两组，采取2×2交叉试验设计，试验共两期，每期18天（其中预试期和试验期各9天），两期之间间隔30天。预试期为热中性环境，自由采食。试验期分热应激组（HS，n=2）和配对限饲组（PFTN，n=2）。主要研究内容如下：
　　1.热应激对机体蛋白质代谢的影响。通过分析比较热应激（HS）组与配对限饲（PFTN）组消化率、瘤胃发酵、机体物质代谢之间差异发现：（1）热应激降低了HS组的乳蛋白含量和产量，增加了 HS组消化率及尿液中尿素氮的含量；（2）热应激降低了 HS组血液中非酯化脂肪酸（NEFA）、血糖、总氨基酸及5种游离氨基酸的含量，增加了血浆尿素氮（BUN）的含量。
　　2.热应激对乳蛋白合成相关基因表达量及细胞凋亡相关基因表达量的影响。通过分析比较热应激（HS）组与配对限饲（PFTN）组乳腺组织中乳蛋白合成相关调控信号通路基因表达量及乳腺组织中细胞凋亡相关基因表达量发现：（1）热应激降低了乳蛋白的含量和产量，而对酪蛋白氨酸激酶-2信号转导子和转录激活子-5（Jak2-Stat5）信号通路及κ-酪蛋白基因（CSN3）表达量没有影响，并且热应激增加了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路中的mTOR的表达量，且有增加核糖体S6蛋白激酶（S6K1）表达量的趋势。（2）热应激增加了乳腺细胞中与细胞凋亡相关的半胱氨酸蛋白酶3（CASP3）、环氧合酶-2（COX2）基因的表达量，且有增加与Bcl-2相关X蛋白（BAX）基因表达量的趋势。
　　综上，（1）热应激显著降低了乳蛋白的含量和产量，但是这并不能完全由（DMI）下降来解释。热应激时乳蛋白合成前体物——氨基酸和血糖浓度降低，BUN及尿液中尿素氮浓度增加，NEFA浓度降低，提示热应激条件下乳蛋白前体物——氨基酸（而非 NEFA）可能作为糖异生的主要底物满足机体能量需要。这种糖异生底物的改变减少了用于乳蛋白合成所需底物——氨基酸的供应，使乳蛋白的含量和产量降低。（2）热应激可能并不是通过调控单个乳腺细胞合成乳蛋白的能力来影响乳蛋白的含量和产量，而是通过诱导乳腺细胞的凋亡，减少可用于乳蛋白合成的乳腺细胞的数量来影响乳蛋白的含量和产量。

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英文缩略表

第一章 引 言

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 技术路线和研究内容

第二章 热应激通过影响机体蛋白质代谢影响乳蛋白的合成

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 数据分析

2.4 试验结果

2.6 小结

第三章 热应激通过诱导乳腺细胞凋亡减少乳蛋白含量和产量

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 数据分析

3.4 试验结果

3.5 分析讨论

3.6 小结

第四章 全文结论

4.1 结论

4.2 本试验创新点

4.3 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

作者简历