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奶牛是畜牧养殖业中的重要经济动物,可产生大量的乳,乳产量和乳质量对人民的生活有很大影响。奶牛乳腺发育、泌乳及退化受到生长因子等诸多因素的调控,其中胰岛素样生长因子(IGFs)及其受体(IGFR)就对奶牛乳腺发育和乳腺功能起到非常重要的调节作用。本研究的目的在于揭示IGFs及其受体的表达与奶牛乳腺发育与泌乳之间的关系,以及IGF-I调控IGF-IR表达的分子机制,为奶牛乳腺发育和泌乳机制研究提供基础资料,为人工调控乳产量和乳质量提供可行的技术手段与可信的理论支持。本研究以荷斯坦奶牛为实验材料,应用荧光定量RT-PCR技术检测奶牛乳腺组织中不同发育阶段Igf-Ⅰ、Igf-Ⅱ、Igfbp5及Igf-Ir mRNA的表达；以体外培养的泌乳中期奶牛乳腺上皮细胞为模型,应用光定量RT-PCR、Western blotting技术,确定IGF-I与IGF-IR表达之间的关系,检测胰岛素样生长因子受体Igf-Ir基因瞬时沉默对IGF-IR蛋白、Akt蛋白、P-70s6K蛋白和Cyclin D1蛋白表达及泌乳功能的影响。研究结果表明,Igf-Ⅰ、Igf-Ⅱ、Igfbp5及Igf-Ir mRNA在奶牛乳腺发育的不同时期均有表达,但不同时期的表达量有所变化。Igf-I和Igf-Ⅱ mRNA青春期和妊娠期表达量显著高于其它发育时期(P≤0.05)；Igf-Ir mRNA在围产期表达量最大(P<0.05),其他时期也均有表达；Igfbp5mRNA在青春期表达量最高(P<0.05)。实验用组织块培养法成功获取了泌乳中期奶牛乳腺上皮细胞,不同浓度IGF-I处理细胞后,荧光定量RT-PCR结果表明,Igf-Ir mRNA、β-casein mRNA的表达量和细胞增殖水平显著上升(P<0.05),且在一定范围内,对IGF-I存在剂量依赖效应。利用siRNA干扰技术,成功建立了Igf-Ir基因沉寂细胞模型,Western blotting检测表明,Igf-Ir基因沉寂后IGF-IR蛋白、Akt蛋白、P-70s6K蛋白的表达量显著低于空白组、IGF-I处理组和IGF-I+干扰组(P<0.05),而CyclinD1蛋白表达与空白组和IGF-I+干扰组无差异(P>0.05)；乳腺上皮细胞增殖能力及β-Casein的合成能力均显著下降(P<0.05)。Igfs及其受体Igf-Ir mRNA表达量的变化揭示了胰岛素样生长因子及受体参与了奶牛乳腺发育和泌乳的调控。Igf-Ir的表达在一定范围内对IGF-I有剂量依赖效应,且Igf-Ir影响信号通路Akt、P-70s6K蛋白的表达,揭示IGF-IR受体信号通路介导乳腺上皮细胞增殖和泌乳相关基因和蛋白的表达。