天冬酰胺调控MAC-T合成α-酪蛋白相关基因及通路研究

来源：中国畜牧兽医杂志2026年第7期北京时间：

作者：张欣雨, 丁雨, 杨敏, 杨阳, 罗若珊, 张航, 任万平, 杨亮, 赵艳坤, 邵伟

单位：1.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 8300522.新疆维吾尔自治区农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，乌鲁木齐 830091

摘要：目的 乳蛋白含量是决定牛奶营养价值的重要指标，而氨基酸作为乳蛋白合成的前体物及关键调控因子，其对酪蛋白合成的调控机制备受关注，天冬酰胺作为一种功能性氨基酸，在奶牛乳腺上皮细胞中的调控功能尚不明确。试验旨在研究在培养基中添加不同水平天冬酰胺对奶牛乳腺上皮细胞系（MAC-T）α-酪蛋白合成及分泌的影响，并探究其对α-酪蛋白编码基因及PI3K-Akt-mTOR信号通路关键因子的调控作用，为深入了解氨基酸营养功能及开发精准乳腺营养策略提供理论依据。 方法 以MAC-T细胞为模型，以无血清培养基组细胞为阴性对照组（0×），以10% FBS培养基组细胞为阳性对照组（PC），试验组分别添加0.982、1.964、3.927、7.855、15.710、31.418 mmol/L天冬酰胺（1×、2×、4×、8×、16×、32×），每组3个重复。处理12 h后，采用ELISA法检测细胞α-酪蛋白合成量和分泌量；选取2×、4×、8×、16×组，采用实时荧光定量PCR检测α-酪蛋白编码基因（CSN1S1、CSN1S2）及PI3K-Akt-mTOR信号通路上游（PI3K、AKT1、TSC2）和下游（mTOR、EIF4EBP1、EIF4E、S6K1、RPS6）相关基因的表达水平，并利用Western blotting检测该通路上游（PI3K、AKT、TSC2）及下游（mTOR、4EBP1、S6K1、RPS6）关键蛋白的磷酸化水平。 结果 与0×组相比，①2×、4×和8×组细胞内α-酪蛋白合成量均显著升高（P<0.05）；2×、4×、8×和16×组细胞外α-酪蛋白分泌量均显著升高（P<0.05）。②4×组细胞中CSN1S1基因表达量显著升高（P<0.05），4×和8×组CSN1S2基因表达量均显著升高（P<0.05）。③4×、8×和16×组细胞中PI3K基因表达量均显著升高（P<0.05），2×、4×和8×组AKT1基因表达量均显著升高（P<0.05）；各天冬酰胺添加组TSC2基因表达量均显著降低（P<0.05），PI3K蛋白磷酸化水平显著升高（P<0.05）；2×、4×和8×组AKT和TSC2蛋白磷酸化水平均显著升高（P<0.05）。④4×和8×组细胞中mTOR和EIF4EBP1基因表达量均显著升高（P<0.05），2×、4×和8×组EIF4E和RPS6基因表达量均显著升高（P<0.05），各天冬酰胺添加组S6K1基因表达量均显著升高（P<0.05）；2×、4×和8×组mTOR蛋白磷酸化水平均显著升高（P<0.05），4×、8×和16×组4EBP1和S6K1蛋白磷酸化水平均显著升高（P<0.05），各天冬酰胺添加组RPS6蛋白磷酸化水平均显著升高（P<0.05）。 结论 天冬酰胺通过上调CSN1S1、CSN1S2基因表达并激活PI3K-Akt-mTOR通路，剂量依赖性地促进MAC-T细胞合成与分泌α-酪蛋白，添加1.964、3.927、7.855 mmol/L天冬酰胺均可显著促进上述过程，添加15.710 mmol/L天冬酰胺仅对分泌及部分下游信号有促进作用，其中以添加3.927 mmol/L天冬酰胺效果最优。

关键词：天冬酰胺;奶牛乳腺上皮细胞系;α-酪蛋白;PI3K-Akt-mTOR信号通路

基金资助：新疆维吾尔自治区自然科学基金（重点项目）“奶牛乳腺酪蛋白高效合成的代谢基础与分子机制研究”(2022D01D10);新疆维吾尔自治区奶产业技术体系(XJARS-11)