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Pten基因作为一个肿瘤抑制基因,在多种细胞活动中发挥调节作用,包括细胞的增殖、粘附、凋亡等。目前国内外关于Pten基因在奶牛乳腺发育过程中表达及调节的研究鲜有报道。本研究以泌乳中期的奶牛乳腺上皮细胞为模型,探索Pten基因的表达与奶牛乳腺发育和泌乳之间的关系,目的在于揭示Pten基因在奶牛乳腺中的调节作用,为动物乳腺发育和泌乳调节机制的研究提供基础资料,为人工调控乳品质和乳产量提供理论依据。本研究以中国荷斯坦奶牛作为实验动物,应用荧光定量qRT-PCR、Western blotting和免疫组织化学技术,对奶牛不同发育阶段及不同乳品质的乳腺组织中Pten mRNA和蛋白质的相对表达量进行检测；以体外培养的泌乳中期奶牛乳腺上皮细胞为研究对象,构建重组质粒pGCMV-Pten-IRES-EGFP,对细胞进行瞬时转染,进行Pten基因过表达实验；应用RNA干扰的方法用Pten siRNA瞬时转染细胞,进行Pten基因抑制实验。分别用相关试剂盒检测Pten基因过表达和抑制之后细胞p-酪蛋白、甘油三酯以及乳糖分泌的情况,为了检测Pten基因对奶牛乳腺上皮细胞活力和增殖能力的影响,分别应用CASY-TT细胞分析仪和流式细胞仪检测细胞活性和细胞周期,采用荧光定量qRT-PCR和Western blotting技术,在mRNA和蛋白水平检测与泌乳相关的信号通路基因的表达变化；同时,添加外源性催乳素和葡萄糖培养细胞,检测培养液上清中β-酪蛋白、甘油三酯和乳糖的浓度,以及Pten基因的表达量变化,从而探索Pten基因在催乳素诱导的葡萄糖转化生成乳糖过程中的作用。研究结果表明,泌乳期Pten基因表达量显著低于干乳期。与泌乳期低乳品质(乳蛋白含量<3.0%,乳脂含量<3.5%)奶牛乳腺相比,泌乳期高乳品质(乳蛋白含量>3.0%,乳脂含量>3.5%)的奶牛乳腺组织中Pten mRNA和蛋白表达水平分别降低了30%和40%；Pten基因过表达可抑制奶牛乳腺上皮细胞的活力、增殖能力以及β-酪蛋白、甘油三酯和乳糖的分泌量(P<0.05),使奶牛乳腺上皮细胞中MAPK、Cyclin D1、AKT、mTOR、S6K1、STAT5、SREBP1、 PPARγ、PRLR、GLUT1的表达下调(P<0.05),并上调4EBP1的表达水平(P<0.05)；Pten基因抑制实验表现出相反的结果；而Pten基因的过表达和抑制对ELF5的表达均无显著影响(P>0.05)。催乳素的添加能促进细胞分泌β-酪蛋白、甘油三酯和乳糖(P<0.05),并下调Pten基因表达量(P<0.05)；葡萄糖的添加显著增加了β-酪蛋白和乳糖分泌量(P<0.05),但甘油三酯含量无显著变化(P>0.05),同时Pten基因的表达量无明显改变(P>0.05)。综上所述,Pten基因参与调节奶牛乳腺上皮细胞泌乳的过程,负向调节细胞的活力、增殖能力和细胞周期,并能抑制奶牛乳腺上皮细胞分泌β-酪蛋白、甘油三酯和乳糖；这种调节作用是通过Pten基因靶向调节PI3K-AKT信号通路,进而调节其他泌乳相关信号通路基因的表达而实现的；同时发现Pten基因的表达受催乳素的负调节,但葡萄糖对Pten基因的表达水平无显著影响。