随着人们生活水平的不断提高以及对健康观念的日渐重视,国民对乳品质要求越来越高,需求量也越来越大,富含营养成分的高品质牛奶以及奶制品衍生物受到了人们的青睐。在我国过去的十几年中,通过饲料营养调控改善牛奶成分和提高奶牛产奶性能的研究越来越受到重视,尤其是改善牛奶的蛋白质和脂肪酸组成成为研究的亮点。乳腺上皮细胞可以合成几乎所有的中链和短链脂肪酸（MCFA和SCFA）、α-酪蛋白和β-酪蛋白。酪蛋白是乳蛋白的主要成分,也是牛奶蛋白质量的关键指标。锂,是一种银白色碱金属元素,含量在地球上排第27位,普遍存在于地壳与各种矿泉水中,在植物中也有一定的含量,迄今为止,锂作为一种微量营养素,在奶牛泌乳期对乳脂乳蛋白合成的影响研究还十分匮乏。因此,本实验基于奶牛乳腺上皮细胞（MAC-T）为细胞模型,将仔细探究额外添加氯化锂（LiCl）对MAC-T细胞中乳脂乳蛋白合成相关基因的表达影响,并检测泌乳相关的JAK2/STAT5、PI3K/AKT1/mTOR、Wnt/β-catenin和HIF-1α信号通路相关基因的表达。将已经贴壁生长的MAC-T细胞以1×10~4个/mL的密度接种于96孔板中培养,每孔200μL。培养24 h后将96孔板分为6组,每组10个重复。添加不同浓度氯化锂（0、1、5、10、15和20 mM）处理MAC-T细胞24 h,检测细胞活力的变化。将贴壁生长的MAC-T细胞以2×10~4个/mL的密度接种于6孔板中培养,每孔2 mL生长培养基,待细胞汇合度达到90%以上,更换分化培养基继续培养,同时将6孔板随机分成4组,每组3个重复,分别用0、5、10和20 mM氯化锂处理,继续培养4 d后收集细胞,进行乳脂乳蛋白合成相关基因的表达检测。试验一:氯化锂对奶牛乳腺上皮细胞生长、乳脂乳蛋白合成相关基因表达的影响。试验结果表明,与对照组相比,（1、5、10、15和20 mM）氯化锂处理组均能提高MAC-T细胞活力（P＜0.05）,且呈先上升后下降的趋势,10 mM时MAC-T细胞活力最高。为进一步研究氯化锂对MAC-T细胞乳脂乳蛋白合成相关基因的表达影响,筛选出0、5、10和20 mM氯化锂处理浓度进行后续试验,进行乳脂乳蛋白合成相关基因和蛋白检测。试验结果表明,与对照组相比,5、10和20 mM的氯化锂处理组均能显著增加MAC-T细胞中β-酪蛋白的蛋白表达（P＜0.05）;进行乳脂合成相关基因和蛋白检测,试验结果表明,与对照组相比,5、10和20 mM氯化锂处理组显著提高了乙酰辅酶A羧化酶1（ACC）的mRNA表达水平（P＜0.05）;5和10 mM氯化锂处理组与对照组相比显著提高了脂肪酸合成酶（FASN）的mRNA表达水平（P＜0.05）,且在10 mM处理时促进效果最强;与对照组相比,5、10和20 mM氯化锂处理组显著提高了脂蛋白脂肪酶（LPL）的mRNA表达水平（P＜0.05）,且在10 mM处理时促进效果最强,并且5、10和20 mM氯化锂处理组均显著提高硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD）、甾醇调节元件结合转录因子1（SREBP1）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）蛋白表达（P＜0.05）,且20 mM处理时表达量最高。试验二:氯化锂对乳脂乳蛋白合成相关JAK2/STAT5和PI3K/AKT1/mTOR信号通路影响。进行乳脂乳蛋白合成相关JAK2/STAT5和PI3K/AKT1/mTOR信号通路基因和蛋白检测。对于JAK2/STAT5信号通路,试验结果表明,各组之间Janus激酶2（JAK2）的mRNA表达水平无显著差异（P＞0.05）;10 mM氯化锂处理组E74样因子5（ELF5）的mRNA水平显著高于其他处理组（P＜0.05）;5、10和20 mM氯化锂处理组信号转导和转录激活因子5β（STAT5-β）的mRNA水平显著高于对照组（P＜0.05）,且在10 mM处理时STAT5-β的mRNA表达量最高;与对照组相比,5、10和20 mM氯化锂处理组STAT5-β的蛋白磷酸化表达显著升高（P＜0.05）,5、10和20 mM氯化锂处理组显著抑制了JAK2/STAT5信号通路抑制剂细胞因子信号转导抑制因子（SOCS2和SOCS3）的mRNA表达（P＜0.05）和SOCS2的蛋白表达（P＜0.05）;5和10 mM氯化锂处理组较对照组明显抑制了SOCS3的蛋白表达（P＜0.05）;对于PI3K/AKT1/mTOR信号通路,各组之间磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）和真核起始因子4E（e IF-4E）的mRNA表达水平无显著性差异（P＞0.05）;5、10和20 mM氯化锂处理组与对照组相比丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶（AKT1）的mRNA水平显著上调（P＜0.05）,且10 mM处理时AKT1的mRNA表达量最高;10和20 mM氯化锂处理组与对照组相比核糖体蛋白S6激酶-1（S6K1）的mRNA表达水平显著增高（P＜0.05）,且在10 mM处理表达量最高,但在5 mM氯化锂浓度处理时S6K1的mRNA表达差异不显著（P＜0.05）;5、10和20 mM氯化锂处理组的真核翻译起始因子4E结合蛋白1（4EBP1）的mRNA表达水平显著低于对照组（P＜0.05）,20 mM氯化锂处理时抑制效果最明显;各组之间的mTOR蛋白表达水平没有显著差异（P＞0.05）;但是,与对照组相比,5、10和20 mM氯化锂显著增加了mTOR磷酸化蛋白表达（P＜0.05）;10和20 mM氯化锂处理组与对照组相比显著增加了S6K1及其蛋白磷酸化表达水平（P＜0.05）,5 mM氯化锂和对照组之间S6K1及其蛋白磷酸化表达水平没有显著差异（P＞0.05）。试验三:氯化锂对Wnt/β-catenin和HIF-1α信号通路影响。进行Wnt/β-catenin和HIF-1α信号通路相关基因和蛋白检测。试验结果表明,与对照组相比,10和20 mM氯化锂处理组显著提高了低氧诱导因子-1α（HIF-1α）的mRNA表达（P＜0.05）,且20 mM处理时表达量最高;10 mM氯化锂处理组与其他组相比显著提高HIF-1α下游基因红细胞生成素（EPO）的mRNA表达（P＜0.05）,其他处理组与对照组相比EPO的mRNA表达无显著差异（P＞0.05）;5和10 mM氯化锂处理组与对照组相比显著提高了HIF-1α下游基因红细胞生成素受体（EPOR）的mRNA表达（P＜0.05）,且5 mM氯化锂处理时表达量最高,20 mM氯化锂处理组EPOR的mRNA表达与对照组相比无显著差异（P＞0.05）;与对照组相比,5、10和20 mM氯化锂处理组显著提高了β-catenin及其蛋白磷酸化表达（P＜0.05）,且在10 mM处理时β-catenin表达量最高;10和20 mM氯化锂处理组均显著提高HIF-1α的蛋白表达（P＜0.05）,20 mM氯化锂处理HIF-1α的蛋白表达量最高,5 mM氯化锂处理时HIF-1α的蛋白表达无显著差异（P＞0.05）。综上所述,本研究发现,氯化锂处理可有效激活HIF-1α、β-catenin及其下游信号通路。此外,10 mM氯化锂可以通过抑制SOCS2和SOCS3的蛋白表达,从而激活JAK2/STAT5、PI3K/AKT1/mTOR和SREBP1信号通路调控MAC-T细胞乳脂乳蛋白合成相关基因的表达。