不同日粮模式下牛乳生成的神经内分泌免疫网络调节机制研究

Milk quality depends on the contents and composition of its nutrients, and milk fat and milk protein are the key material bases that contribute to the milk nutrition quality. The synthesis of good raw milk is determined by metabolism and transformation of dietary nutrients and also influenced by the health conditions of the cows. Neuroendocrine-immune network in mammary gland regulates the generation and utilization of precursors of milk compositions, but the molecular mechanism and related signal pathway remain unclear. Our previous study has proven that different levels of diets significantly affected the milk yield as well as the contents and composition of milk fat and protein. To further investigate how the dietary patterns with Chinese characteristics influence the synthesis of milk fat and protein and elucidate the mechanisms,gene chip,RT-PCR,radioimmunity technique, immunohistochemical technique, ELISA and flow cytometry are to be adopted to elucidate the regulation of neuroendocrine-immune network in mammary gland on lactation under the different dietary patterns, which may reveal the signal regulation mechanisms for mammary gland to synthesize the precursors of milk compositions by uptaking nutrients. This study may contribute to making full use of the present feed sources to promote the health of dairy cows and more importantly, to produce high quality raw milk.

牛奶的质量取决于其营养物质的含量与组成，其中乳脂肪和乳蛋白是构成牛奶营养品质的重要物质基础。优质生鲜乳的形成既离不开日粮营养物质的代谢与转化，同时也受到机体自身健康状况的制约。乳腺神经内分泌免疫网络调控乳成分前体物的生成和利用，其分子机制和相关信号通路尚不明确。我们前期的试验研究已证明给奶牛饲喂不同精粗比的日粮可显著影响牛乳产量以及乳脂肪和乳蛋白的含量与组成。为了深入研究适合我国国情的日粮模式如何影响牛乳营养物质形成并揭示其导致乳成分和含量变化的分子机理，本项目拟采用基因芯片、RT-PCR、放射免疫技术、免疫组化技术、酶联免疫吸附技术以及流式细胞术等阐明不同日粮结构和营养水平条件下，泌乳奶牛乳腺神经内分泌免疫网络对泌乳的调节作用，揭示乳腺摄取营养物质合成乳成分前体物的信号调控机制。为充分利用国内现有饲料资源最大限度地发挥奶牛的生产潜力，同时促进奶牛健康和优质生鲜乳的生产提供研究基础。

牛奶的质量取决于其营养物质的含量与组成，其中乳脂肪和乳蛋白是构成牛奶营养品质的重要物质基础。优质生鲜乳的形成既离不开日粮营养物质的代谢与转化，同时也受到机体自身健康状况的制约。乳腺神经内分泌免疫网络调控乳成分前体物的生成和利用，已有试验表明给奶牛饲喂不同精粗比的日粮可显著影响牛乳产量以及乳脂肪和乳蛋白的含量与组成。在此基础上，本项目选用两种典型日粮，通过建立不同日粮模式下牛乳差异的动物模型，针对不同日粮模式下乳蛋白和乳脂肪合成调控的差异，找出了牛乳生成受神经内分泌免疫网络调控的关键因子，并解析了其中的相互作用关系。结果表明，通过给奶牛饲喂以羊草、苜蓿干草和全株玉米青贮为粗饲料来源的混合粗饲料处理组（MF），或以单一玉米秸秆为粗饲料来源的单一秸秆处理组（CS）后，泌乳奶牛采食量差异显著（MF组显著高于CS组），导致MF组乳蛋白率、乳蛋白产量以及乳脂率和乳脂产量均高于CS组。就乳脂合成而言，MF日粮提高了牛奶中中短链脂肪酸的组成比例，同时该组奶牛乳腺长链脂肪酸的摄取效率明显高于CS组。乳蛋白合成方面，MF组牛奶中限制性氨基酸（赖氨酸、蛋氨酸）含量高于CS组，不同日粮模式下氨基酸的摄取效率主要体现在谷氨酸、异亮氨酸和精氨酸上，其中MF组谷氨酸和精氨酸摄取效率显著高于CS组，而异亮氨酸的摄取效率显著低于CS组。不同日粮模式影响奶牛内分泌激素水平，MF组奶牛血清中催乳素（PRL）含量高于CS组，这是引起产奶量和乳成分差异的原因之一。另外，与饲喂CS日粮相比，MF日粮提高了奶牛血清中IgG抗体水平，使血清中抗炎因子白细胞介素（IL）-10浓度升高，而细胞因子干扰素（IFN）-γ浓度下降，说明CS日粮容易导致机体趋于炎症状态，此时，摄入的营养素首先满足机体自身的代谢需要，因而限制了乳腺中乳成分前体物的供给，进而影响产奶量并制约了乳成分（乳脂肪和乳蛋白）生成。