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乳腺是哺乳动物特有的一种外分泌腺,其分泌的乳汁对于后代的生长发育至关重要。乳腺的良好发育是其充分发挥泌乳功能前提,因此,研究并揭示乳腺发育及营养调控机制对于提高动物泌乳力,进而提高畜牧生产水平具有重要的理论和应用意义。动物乳腺的发育可分为胚胎期、初情期、妊娠期、哺乳期和退化期几个阶段,其中妊娠期、哺乳期和退化期随着繁殖周期呈循环变化。初情期乳腺发育主要表现为乳腺导管的生长和分支,而其后时期的发育则主要表现为腺泡的发育和退化。初情期乳腺的发育情况对后期乳腺发育及泌乳功能均具有重要影响。乳腺发育受到激素、环境、营养和管理等多种因素的影响,目前有关激素对乳腺发育的研究较多,但温热环境(或热应激)对乳腺发育的影响及营养调控报道很少。因此,本论文的目的是研究热应激对动物(猪和小鼠)乳腺发育的影响,以及营养因素(牛磺熊去氧胆酸和月桂酸)的调控作用。为此,我们首先比较了我国南方冬季(12-1月)和夏季(6月)哺乳母猪的乳腺组织在组成成分(DNA、RNA和蛋白含量等)、增殖和炎症相关基因表达,以及血清激素水平等方面的差异。其次,研究了热应激对初情期小鼠乳腺发育(导管分支和导管终末乳芽(terminal end buds,TEB)数量等)、乳腺增殖相关基因表达、乳腺增殖相关信号通路以及血清中雌激素(E2)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平的影响。在此基础上,研究了营养调控物牛磺熊去氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)和月桂酸(lauric acid,LA)对热应激造成的乳腺发育受损的缓解作用。实验结果如下:1、在广东地区,夏季(6月份)哺乳母猪的乳腺组织DNA含量极显著低于冬季(12月-1月)母猪的乳腺。与冬季哺乳母猪相比,夏季母猪乳腺组织中的增殖相关基因PCNA、Cyclin B1、Cyclin D3、Cyclin A2、Cyclin E2的mRNA水平,以及PCNA的蛋白水平均显著降低;相反,夏季哺乳母猪乳腺中炎症相关基因TLR4的蛋白表达显著高于冬季母猪。同时,夏季母猪乳腺中增殖相关信号通路AKT磷酸化水平显著低于冬季母猪,表明夏季母猪乳腺中增殖相关通路AKT被显著抑制。但夏季哺乳母猪血清中E2的浓度与冬季哺乳母猪无显著差异。2、热应激极显著降低初情期小鼠的平均周采食量和小鼠体重,但极显著增加小鼠平均饮水量;热应激显著降低初情期小鼠乳腺的导管分支和TEB数量,从而抑制乳腺的发育。热应激极显著促进小鼠乳腺组织炎症相关基因TLR4的蛋白表达,显著降低增殖相关基因Cyclin D1的蛋白表达以及Cyclin D3的mRNA的表达。此外,热应激显著降低血清中IGF-1和E2的水平。以上结果提示,热应激通过抑制增殖相关基因表达、促进炎症基因表达以及降低血液中乳腺增殖相关激素水平来抑制初情期小鼠乳腺的发育。3、与热应激组相比,日粮添加0.25%TUDCA显著增加小鼠平均周采食量,但显著降低小鼠的平均周饮水量,而对小鼠体重和体增重无显著影响。RIA和ELISA结果显示,TUDCA对小鼠血清中IGF-1和E2的水平无显著影响。体温检测表明,TUDCA可显著升高小鼠直肠温度,而对小鼠体表温度无显著影响。Whole mount染色结果表明,TUDCA可显著增加小鼠乳腺组织的TEB数量和导管分支数量。此外,基因表达检测结果显示,TUDCA可显著提高小鼠乳腺组织中增殖相关基因Cyclin D1和Cyclin D3的mRNA表达水平以及PCNA的蛋白表达水平和AKT的磷酸化水平,此外降低乳腺组织中炎症通路蛋白TLR4的表达。以上结果提示,TUDCA可通过提高小鼠体核温度和乳腺增殖相关基因表达以及降低乳腺炎症基因的表达来缓解热应激对乳腺发育造成的抑制作用。4、与热应激组相比,日粮添加1%月桂酸对热应激小鼠的采食和体重均无显著影响,但极显著降低小鼠平均周饮水量。体温检测表明,月桂酸对小鼠直肠温度和体表温度均无显著影响。Whole mount染色结果表明,月桂酸对热应激小鼠乳腺组织导管的分支和TEB数量均无显著影响。同时,RIA和ELISA结果显示,月桂酸对血清中IGF-1和E2的水平无显著影响。基因表达检测结果发现,月桂酸虽然显著增加了热应激小鼠乳腺组织中增殖相关基因PCNA和Cyclin D3的mRNA表达,但炎症相关基因TLR4的蛋白表达也显著增加。以上结果提示,月桂酸不能缓解热应激对乳腺发育造成的抑制作用。综上所述,热应激可抑制哺乳母猪乳腺和初情期小鼠乳腺的发育。热应激对初情期小鼠乳腺发育的抑制作用是通过调控增殖、炎症相关基因表达及血液中乳腺增殖相关激素水平来实现的,而日粮添加TUDCA可提高小鼠体核温度和乳腺增殖相关基因表达以及降低炎症相关基因表达来缓解热应激对乳腺发育的抑制作用。