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乳品是人类食物中重要的营养源,可以为人类提供脂类、优质的蛋白质和必需维生素以及矿物质。乳腺上皮细胞是泌乳的最基本结构和功能单位,研究泌乳相关基因的表达及代谢调控,揭示乳脂肪合成相关信号转导途径及分子机制是生命科学领域重要的科学问题之一。目前已有大量的研究显示氨基酸和激素参与调节乳脂合成,但其调控乳脂合成分子机制尚不深入,深入探讨乳脂肪合成的分子机制,解决乳脂肪合成信号转导过程中的关键问题乳品是人类食物中重要的营养源,可以为人类提供脂类、优质的蛋白质和必需维生素以及矿物质。乳腺上皮细胞是泌乳的最基本结构和功能单位,研究泌乳相关基因的表达及代谢调控,揭示乳脂肪合成相关信号转导途径及分子机制是生命科学领域重要的科学问题之一。是重要的研究课题。脂肪酸结合蛋白（fatty acid binding protein,FABP）是细胞内脂质结合蛋白（introcellular lipid-binding protein,iLBP）家族的一类成员,可逆结合细胞内疏水的脂质配体,将其在各个亚细胞器之间运输。FABP5是FABP家族的重要成员之一,大量的研究表明,FABP5通过影响脂质代谢从而发挥信号转导作用,广泛参与摄取和运输长链脂肪酸,基因调控、细胞生长和分化。FABP5是否是乳脂肪合成的重要调节因子及其发挥作用的分子机理尚有待揭示。本课题以奶牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cells,BMECs）为研究对象,证明了FABP5正向调节乳脂肪合成,FABP5介导蛋氨酸（Met）和雌激素（E2）对SREBP-1c基因表达起到关键的调节作用。此外我们还发现在FABP5调节SREBP-1c基因表达过程中依赖脂肪酸。本课题对FABP5调节乳脂肪合成的机制进行了深入的研究,为氨基酸和激素参与调节乳脂肪合成提供了新的证据。本研究发现FABP5在泌乳期奶牛乳腺组织中的表达显著高于青春期和干奶期。利用免疫荧光的方法观察到FABP5定位于细胞质中,利用组织块培养法对奶牛乳腺细胞进行分离和纯化,鉴定了角蛋白18（Cytokeratin 18）和β-酪蛋白（β-casein）的表达,证明细胞是具有泌乳能力的。在培养液中添加0.6 mmol/L的蛋氨酸（Met）或2.72×10-2μg/L的雌激素（E2）后,BODIPY染色结果显示脂滴明显增加,FABP5的蛋白表达量明显升高,细胞免疫荧光检测发现Met和E2使FABP5在细胞质中的表达增加。这些实验结果提示FABP5可能与Met和E2促进乳脂肪合成有关。我们对FABP5基因进行过表达和干扰,发现FABP5可以正向促进BMECs中甘油三脂的分泌和脂滴的合成,qRT-PCR和Western blot的进一步研究结果表明FABP5基因过表达可以上调乳脂肪合成相关基因SREBP-1c、ACC、FAS表达,而干扰FABP5基因后SREBP-1c、ACC、FAS等基因表达水平显著降低。以上研究结果表明,FABP5能够通过影响SREBP-1c正向调节BMECs中的乳脂肪合成。为了探究FABP5介导Met和E2信号影响乳脂肪合成的分子机制,我们在添加Met和E2的同时抑制FABP5,结果表明,与只添加Met和E2相比,细胞甘油三脂的分泌显著降低,Western blot结果发现,Met和E2能够显著促进FABP5,SREBP-1c的蛋白表达而对PPARβ/δ的促进作用不明显,而在敲低FABP5后,阻断了Met和E2对SREBP-1c的蛋白表达的促进作用,说明Met和E2对乳脂肪的调节作用依赖FABP5。在添加Met和E2同时抑制PI3K途径的研究中发现,与对照实验组比较,Met和E2能够显著促进FABP5的蛋白表达,而添加PI3K抑制剂后极大地降低了Met和E2对FABP5蛋白表达的促进作用。提示氨基酸和激素通过PI3K/AKT途径调节FABP5蛋白水平,而后续的实验进一步证实氨基酸和激素调节FABP5的作用不依赖mTOR途径。为了深入探究FABP5影响乳脂肪合成的分子机制,我们使用了无脂肪酸的培养基（OPTI-MEMⅠ）进行细胞培养,当细胞在无脂肪酸的培养基中培养时,Met和E2不能刺激SREBP-1c基因表达。培养基中加入脂肪酸（棕榈酸和油酸的混合物）后,Met和E2可以显著刺激SREBP-1c基因表达。在无脂肪酸的条件下,FABP5过表达不能使SREBP-1c基因表达增加,而添加脂肪酸后我们观察到相反的结果。为了进一步揭示FABP5调节乳脂肪合成的依赖其脂肪酸转运功能,我们制备了FABP5脂肪酸结合位点的点突变载体,将其转染到细胞中。通过Western blotting分析发现,与野生型（WT）载体组相比,突变体R129A、Y131A和R129A/Y131A对SREBP-1c基因表达的几乎无影响。这些数据表明,FABP5介导Met和E2影响SREBP-1c的基因表达依赖于其脂肪酸转运能力。综上所述,FABP5可以介导蛋氨酸和雌激素信号正向调节SREBP-1c基因表达,从而影响乳脂肪合成,蛋氨酸和雌激素信号通过PI3K途径调节FABP5蛋白水平,FABP5对SREBP-1c基因表达影响依赖其脂肪酸结合功能。