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本文采用细胞培养技术、分子生物学技术,全面系统地研究了微量矿物元素Zn对奶山羊乳腺上皮细胞的增殖、乳腺上皮细胞IGF-Ⅰ及其受体mRNA表达量、乳腺上皮细胞IGF-Ⅰ和β-酪蛋白分泌量的影响,对矿物营养元素Zn对山羊β-酪蛋白的合成以及分泌的调控机制进行初步探索。试验结果表明:(1)在一定范围内(20-40μmol/L),Zn对山羊β-酪蛋白的分泌量有显著的促进作用。并且,Zn对不同时期乳腺上皮细胞β-酪蛋白的分泌量影响不同,相同Zn浓度处理下泌乳期乳腺上皮细胞β-酪蛋白的分泌量都明显高于孕期乳腺上皮细胞。同时在20-40μmol/L范围内,随着Zn浓度的升高,乳腺上皮细胞数量逐渐增加,细胞数从1.2307×107增加到3.354×107。因此矿物营养元素Zn可以通过增加乳腺上皮细胞的数量来对乳蛋白合成及分泌的进行调控。(2)在一定范围内(10-40μmol/L ZnSO4) IGF-Ⅰ的分泌量随着ZnSO4浓度的升高而增加。这表明IGF-Ⅰ的合成与分泌受矿物营养元素的调控,营养状况可以直接影响IGF-Ⅰ的合成与分泌。(3)随着Zn浓度的升高,在使β-酪蛋白以及IGF-Ⅰ分泌量增加的同时,还可引起IGF-Ⅰ及其受体的mRNA表达量的增加,并且它们之间具有很强的相关性。从这一点可以说明Zn与IGF-Ⅰ对于β-酪蛋白分泌量的影响,是通过一定的方式共同作用的结果。(4)IGF-Ⅰ可以引起Stat5-DNA结合活性的增加。最后本研究得出如下结论:在一定浓度Zn的作用下,首先,促进乳腺上皮细胞的增殖以及IGF-ImRNA和IGF-IRmRNA表达量的增加;随着促进乳腺上皮细胞的增殖和IGF-ImRNA表达量的增加,促进了乳腺上皮细胞IGF-I的分泌量增加;IGF-Ⅰ不仅促进IGF-ⅠRmRNA表达量的增加,而且IGF-Ⅰ与IGF-ⅠR结合,增加了Stat5的活性,被激活的Stat5分子附着在带有编码β-酪蛋白基因的编码区,导致基因以mRNA的形式自我复制,mRNA作为模板用于合成β-酪蛋白,β-酪蛋白随着其它成分被分泌进入乳腺泡;随着乳腺上皮细胞数量的增加,β-酪蛋白的分泌量也增加,从而表现出Zn对β-酪蛋白合成及分泌的调控功能。