牛奶由于富含大量我们所需的营养而成为我们必不可少的食物来源,牛奶中的乳脂更是因为它能提供我们所需的营养并且能够在体内转化为大量的能量,而被人们日益关注。如今对于是否能够生产高品质的牛奶以满足人们的需求已经成为优质食品发展的重要课题,但是我国当前奶牛的产奶量还不够高,牛奶质量也有待提升。因此提高乳质量,生产具有足够乳脂的优质牛奶是我们当前急需解决的问题。长链酰基辅酶A合成酶6(long-chain acyl-Co A synthetase 6,ACSL6),主要在脑和骨骼肌中表达,存在于细胞质膜中。它通过将Co A与脂肪酸连接来激活脂肪酸。ACSL6对具有C16-C20骨架的饱和脂肪酸以及多不饱和脂肪酸具有同等的作用,同时它能参与脂滴发育的调节以及甘油三酯和胆固醇酯的形成。但在奶牛乳腺中,对于ACSL6的表达以及它在乳脂合成过程中的作用还不清楚。为了研究ACSL6与乳脂合成的关系,本实验首先通过q PCR来检测ACSL家族各基因在不同泌乳时期的奶牛乳腺中的表达情况,并在奶牛乳腺组织水平,利用Western blot来检测泌乳期和干奶期ACSL6的蛋白。结果显示与干奶期相比,泌乳期奶牛乳腺中ACSL1和ACSL6的m RNA表达显著增多,ACSL6的蛋白表达也显著增多,说明ACSL6的表达与泌乳过程有关。BHBA是反刍动物乳脂合成的主要前体,它可以影响奶牛乳腺上皮细胞的乳脂合成,乙酸盐是奶牛合成乳脂的主要能量来源和底物。为了研究ACSL6与奶牛乳腺乳脂合成之间的关系,我们以无脂无血清的细胞培养体系作为对照组,处理组添加8 m M乙酸钠和1 m M BHBA,建立了一个高乳脂合成能力的奶牛乳腺上皮细胞模型。对该细胞模型的乳脂合成能力进行检测,结果显示在该细胞模型中,与对照组相比,TAG含量显著增多,脂滴也明显增加,同时FASN和ACC作为乳脂合成过程中的重要基因,在该模型下它们的m RNA表达也随之显著增加,这些结果表明我们添加乙酸钠和BHBA所建立的高乳脂合成能力的细胞模型对乳脂合成具有明显的促进作用。在该模型下,我们首先通过q PCR来检测细胞内ACSL家族各基因的表达情况,结果显示,ACSL1、ACSL3和ACSL6在该细胞模型里表达显著增多。Western blot结果显示在该细胞模型中ACSL6的蛋白表达水平也显著提升。我们采取基因过表达和抑制的技术,来研究ACSL6对奶牛乳腺乳脂合成的作用。检测ACSL6基因过表达和抑制对细胞内TAG含量的影响,结果显示,ACSL6基因过表达之后,细胞内的TAG水平显著增多;而在ACSL6基因被抑制之后,细胞中的TAG含量显著减少。以上结果说明在奶牛乳腺的乳脂合成过程中,ACSL6起到正向调节作用。为了进一步研究在奶牛乳腺中调节ACSL6的表达、进而调节乳脂合成的信号通路,我们通过Western blot检测到高乳脂合成细胞模型中,m TOR及其下游信号分子4E-BP1和P70S6K的蛋白磷酸化水平均显著升高,表明在该细胞模型中m TOR信号通路被激活。随后在高乳脂合成能力的细胞模型中加入m TOR信号通路的特异性抑制剂雷帕霉素,结果显示,添加了雷帕霉素之后,m TOR及其下游信号分子4E-BP1和P70S6K的蛋白磷酸化水平显著降低,细胞内的TAG水平显著降低,说明m TOR信号通路被抑制,此时ACSL6的蛋白表达水平也显著降低,表明ACSL6的表达受到了m TOR信号通路的调节。以上结果表明在奶牛乳腺中,通过添加乳脂合成的底物可以使m TOR信号通路调节ACSL6的表达,进而调节乳脂合成。该研究结果为通过分子技术从而科学地调控奶牛产奶品质提供更多基础,为明确乳脂合成的调控体系提供实验和理论依据。