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本研究以乳蛋白合成的信号通路为切入点，选择乳蛋白基因表达必不可少的JAK-STAT5信号通路中的STAT5信号分子，与乳蛋白翻译合成密切相关的PI3K-AKT-mTOR信号通路中的AKT1和mTOR信号分子进行调控，并分析两条关键通路间的相互作用，揭示调控奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白合成过程中的信号协作机制。本研究选取中国荷斯坦奶牛为研究对象，利用分离自高乳品质泌乳奶牛乳腺的乳腺上皮细胞（DCMEC）建立实验用细胞系，分析鉴定细胞生物学特性。以无血清的分化培养基DIP（包含氢化可的松、胰岛素、催乳素）激活奶牛乳腺上皮细胞相关泌乳信号途径，提供乳蛋白合成必需的基本条件，额外添加胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和生长激素（GH）作为外源泌乳刺激物激活或加强泌乳信号途径，应用荧光定量PCR（qRT-PCR）及蛋白质印迹（Western blotting），分析IGF-1、GH对AKT1、STAT5和mTOR表达及其磷酸化状态的影响。通过瞬时转染RNAi方法，分别对AKT1和STAT5基因进行基因沉寂，检测AKT1、STAT5和mTOR在mRNA和蛋白质表达以及活性磷酸化状态变化，并进一步综述对奶牛乳腺上皮细胞β-casein合成能力的影响。通过以上实验得出，添加IGF-1、GH后，促进了奶牛乳腺上皮细胞的增殖能力和细胞活力。qRT-PCR和Western blotting实验结果显示，随时间变化AKT1和mTOR及其磷酸化形式在mRNA和蛋白质水平的表达呈递增趋势，当培养至24h时，其表达量的变化显著高于处理前（P<0.05），IGF-1、GH组与对照组相比，其表达量也显著上升（P<0.05），但是STAT5、p-STAT5的表达在此段时间变化相对复杂，在24h内表达量呈上升趋势，并且IGF-1、GH对它们的表达具有促进作用。通过基因沉寂实验，干扰AKT1或STAT5基因，AKT1、STAT5和mTOR的mRNA显著减少（P<0.05），并且其蛋白水平也发生同步变化，p-STAT5、p-AKT1和p-mTOR的蛋白表达量也显著减少（P<0.05）。基因沉寂的基础上，添加IGF-1、GH后与对照组相比，β-casein mRNA表达量明显上升（P<0.05）；但相同处理组内干扰组与对照组相比，AKT1、STAT5和mTOR及其磷酸化形式也显著下降（P<0.05），β-casein在mRNA水平的表达也明显下降（P<0.05），细胞增殖能力和活力显著减少（P<0.05）。综上所述，在奶牛乳腺上皮细胞中，AKT/mTOR和JAK2/STAT5信号通路均影响β-casein的合成。当负调控基因AKT1或STAT5时，无论在mRNA或是蛋白质水平，一方的表达都会随着另一方的改变而改变，并影响其下游mTOR信号通路，抑制β-casein mRNA表达和乳腺上皮细胞的增殖能力、细胞活力。而IGF-1或GH的应用可以激活AKT/mTOR和JAK2/STAT5信号通路，增强β-casein mRNA表达和细胞的增殖能力和细胞活力。