牧医所奶业创新团队在机体能氮平衡影响奶牛乳蛋白合成的细胞信号通路机制研究中取得新进展。研究成果《葡萄糖及氨基酸缺乏通过JAK2/STAT5和AMPK/mTOR信号通路抑制奶牛乳腺上皮细胞合成酪蛋白》已在JCR学科DAIRY & ANIMAL SCIENCE一区杂志《Journal of Dairy Science》上发表。张牧臣和赵圣国为并列第一作者，王加启研究员为通讯作者。
团队前期研究发现，玉米秸秆替代苜蓿干草后，奶牛奶产量和乳蛋白含量显著降低，分析发现饲喂玉米秸秆奶牛血中氨基酸和葡萄糖含量显著下降。有报道称，氨基酸和葡萄糖不仅作为合成乳蛋白的重要前体物，同时也作为重要信号分子影响乳腺细胞合成乳蛋白。因此，本研究主要目的是揭示葡萄糖和氨基酸不足以及两者配比如何通过影响细胞信号通路进而调控乳蛋白合成。
利用奶牛乳腺上皮细胞模型，用含有不同浓度梯度的葡萄糖和氨基酸的培养基处理细胞，通过流式细胞术、实时荧光定量PCR和蛋白质印迹的方法检测细胞周期、酪蛋白基因转录及蛋白表达、信号通路信号分子表达。结果表明，氨基酸或葡萄糖缺乏均可抑制奶牛乳腺上皮细胞增殖及酪蛋白基因转录和蛋白质的表达。氨基酸或葡萄糖缺乏对奶牛乳腺上皮细胞酪蛋白基因转录和蛋白表达的抑制作用，与两者对细胞内JAK2/STAT5和mTOR/ AMPK信号通路的抑制作用有关。葡萄糖缺乏对奶牛乳腺上皮细胞增殖、酪蛋白的合成及信号通路的抑制作用大于氨基酸。该研究成果不仅提示了奶牛饲粮中能氮的平衡供给对于调控奶牛乳腺泌乳的重要性，同时为调控奶牛乳腺泌乳分子靶点的筛选提供了理论依据。
图 能氮平衡对乳腺上皮细胞酪蛋白合成相关信号通路影响
M. C. Zhang, S. G. Zhao, S. S. Wang, C. C. Luo, H. N. Gao, N. Zheng, J. Q. Wang*. 2017. D-Glucose and Amino Acids Deficiency Inhibits Casein Synthesis through JAK2/STAT5 and AMPK/mTOR Signaling Pathways in Mammary Epithelial Cells of Dairy Cows. Journal of Dairy Science 101(2): 1737-1746