精氨酸對乳蛋白合成的調控

吳天佑 王洪榮

摘 要：脂多糖（Lipopolysaccharide LPS）能調控mTOR信號通路影響炎癥反應及乳蛋白的合成。而L-精氨酸（L-Arg）可以經Arg-NO途徑及mTOR途徑發揮免疫作用并促進蛋白質的沉積。該試驗采用LPS刺激中國荷斯坦奶牛乳腺上皮細胞建立免疫模型，研究應激條件下L-精氨酸（L-Arg）對奶牛乳腺上皮細胞炎癥反應及β-酪蛋白基因表達的影響，旨在探討L-Arg能否緩解乳腺上皮細胞的免疫應激作用。復蘇2代泌乳奶牛乳腺上皮細胞，待長滿90%經消化后調整密度接種于6孔板。細胞貼壁后饑餓培養16 h，分為四組（每組3個重復，每個孔為一個重復）分別用DMEM/F12培養基（對照組），終濃度為100 g/LL-Arg、10 g/LLPS、100 g/LL-Arg+10g/LLPS的DMEM/F12培養基培養細胞，分別于12 h、24 h提取細胞總RNA。以β-actin為內參采用Real-time PCR法檢測Toll樣受體4（TLR4），細胞核因子（NFκB），白介素-1（IL-1β），白介素-6（IL-6），誘導型一氧化氮合成酶（iNOS），哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR），β-酪蛋白（CSN2）mRNA的相對表達。12 h時與對照組相比較，添加LPS組能顯著上調TLR4、NFκB、IL-1β、IL-6、iNOS、mTOR的表達（P<0.05）；而與LPS組相比，添加L-Arg+LPS組中TLR4，mTOR的表達顯著降低（P<0.05）。24 h時與對照組相比，添加L-Arg組中mTOR的上調差異顯著（P<0.05），添加LPS組NFκB、IL-1β、IL-6、iNOS的表達上調仍然顯著（P<0.05），而mTOR的表達差異不顯著（P>0.05），CSN2的表達顯著降低（P<0.05）；與L-Arg組相比添加L-Arg+LPS組中TLR4、NFκB、IL-1β、IL-6、iNOS、mTOR表達顯著上調（P<0.05），而CSN2的表達差異不顯著（P>0.05）；與LPS組相比添加L-Arg+LPS組中TLR4、NFκB及炎癥因子IL-1β、IL-6的表達顯著降低（P<0.05），β-酪蛋白基因CSN2的表達顯著增加（P<0.05）。LPS刺激泌乳奶牛乳腺上皮細胞促進了炎癥因子的表達，并降低β-酪蛋白的表達，而L-Arg能緩解乳腺上皮細胞的炎癥反應及β-酪蛋白表達的抑制作用。

關鍵詞：乳腺上皮細胞 精氨酸 脂多糖 免疫 酪蛋白

Effect of L-Arg on Inflammatory Response and Beta-casein Expression when LPS Chanllenged Bovine Mammary Epithelial Cell

Wu Tianyou Wang Hongrong

（Yangzhou University）

Abstract：According to the recent researches， Lipopolysaccharide （LPS） is involved in the the mammalian target of rapamycin （mTOR） pathway to affect the activity of inflammatory response and regulation of protein synthesis in the mammary gland. Arginine （L-Arg）regulated the immune response via Arg/NO pathway and promoted the deposits of protein thought mTOR pathway.The objective of this study was to investigate the effect of L-Arg on inflammatory response and gene express of beta-casein （β-CN） during LPS chanllenge of bovine mammary epithelial cell （bMEC）. Primary culture of bMEC was induced by LPS to establish inflammatory model. When cells were grown to 90% confluence in 6 well plates. After 16h starve culture， cells were divided into 4 treatments： （1） group of control， DMEM/F12 culture medium 2ml； （2） group of Arg， 100 g/L L-Arg 2ml； （3） group of LPS， 10g/L LPS 2ml； （4） group of Arg +LPS， 100 g/L L-Arg+10g/L LPS. The total RNA was extracted after 12 h and 24 h.and the mRNA express levels of Toll-Like Receptor 4 （TLR-4）， Nuclear factor kappa B （NF-κB）， Interlukin 1（IL-1β）， Interlukin 6 （IL-6）， Inducible nitric oxide synthase（ iNOS）， mTOR， CSN2 were evaluated by real-time quantitative PCR. The results indicated that mRNA expression of TLR4， NFκB， IL-1β， IL-6， iNOS， mTOR increased to their highest values （P<0.05） at 12 h after LPS challenge， and the same as 24 h except for mTOR was slight up-regulate. Expression of CSN2 was decreased （P<0.01） at 12 h， but no significant change at 24 h. Expression of mTOR in group of Arg was elevated at 24 h when compare with the control quarters. Decreased （P<0.01） gene expression of TLR4， NFκB， IL-1β， IL-6， and increased of CSN2 in Arg +LPS treated quarters when compare with LPS-treated quarters. The results of this study demonstrate that inflammatory reaction was induced， and casein were decreased when LPS chanllenged bovine mammary epithelial cell. L-Arg would relieve those symptom.

Key Words：Bovine mammary epithelial cell；Arginine；LPS；Immune；Casein

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