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自噬对奶牛乳腺发育和功能影响的研究进展

2019-01-11任怡飞刘建新刘红云

中国畜牧杂志 2019年9期
关键词:腺泡泌乳奶牛

任怡飞,刘建新,刘红云

(浙江大学动物科学学院,浙江杭州 310058)

自噬是细胞降解自身长寿命蛋白、受损细胞器并使其重新利用的过程,是机体维持体内代谢平衡的一种自我保护机制[1]。奶牛乳腺组织在青春期受多种激素刺激加速生长,在妊娠期其功能发育达到最大化,包括乳房发育速度加快、导管分支更广泛、腺泡结构形成等;断奶导致大部分分泌上皮细胞发生程序性死亡并使乳腺退化[2]。乳腺的这种生长-分化-退化过程随着奶牛重复妊娠而周期性地反复进行,自噬在这个过程中发挥重要作用。本文主要就自噬的机制、奶牛乳腺发育中自噬的作用及其影响进行综述,以期为通过调控乳腺自噬改善奶牛生产性能提供新思路和理论依据。

1 细胞自噬

细胞生长发育需要蛋白质合成和降解、细胞器发生和更新之间保持良好的动态平衡[3],正常状态下细胞中自噬维持在基础水平,通过调节细胞器降解维持胞内稳态,这在机体发育过程中和某些特定应激状态下尤为重要。当细胞处在炎症、缺氧或饥饿等应激状态时,自噬可以清除不必要的蛋白质和细胞器,将其运输到溶酶体中降解,产生氨基酸、脂肪酸等分解产物并将这些组分重复利用[4-5]。但目前已有研究认为,自噬也是细胞程序性死亡的一种方式,过度自噬则可能导致关键细胞器消耗过度而造成细胞死亡,对机体产生危害。

1.1 自噬的分类 最近的研究发现自噬对底物存在选择性,据此可将其分为选择性自噬和非选择性自噬,选择性自噬主要通过自噬受体蛋白(Autophagic Adaptor)对底物进行特异性的识别、分选和运输[6],如线粒体自噬、内质网自噬、过氧化物酶体自噬等。目前已有研究将自噬过程中是否依赖自噬相关蛋白和经典通路作为依据,将其区分为经典自噬和非经典自噬[7-8]。经典自噬根据细胞内自噬底物运输方式的不同分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬[1]。微自噬指待降解物质直接被溶酶体膜包裹并降解;分子伴侣介导的自噬指胞质内可溶蛋白质分子与分子伴侣结合后被转运到溶酶体中被降解;通常提到的自噬是指巨自噬,它是哺乳动物细胞质成分更新的主要途径,由源于内质网具有双层膜结构的自噬体包裹待降解物,并与溶酶体融合使其内容物被溶酶体中的水解酶降解[9],本文主要讨论巨自噬有关内容,下文中提到的自噬均指巨自噬。

1.2 自噬的分子机制 自噬的过程由自噬相关基因(Auto phagy-Related Gene,Atg)编码的自噬相关蛋白(Atgs)调控和完成,目前已有42 个相关基因在酵母中被发现,其中约20 个在哺乳生物中具有高度保守性。自噬过程主要由几种Atg 蛋白复合物介导,但随着研究的深入,已发现这些基因和蛋白在某些自噬过程中不一定是完全依赖的,可能在某些自噬过程中呈现非依赖性。

1.2.1 Atg1/ULK1 激酶复合物诱导自噬启动 哺乳动物细胞Unc-51-like kinase 1 and 2(ULK1 和ULK2)是酵母Atg1 的同源物,其活性主要受哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian Target of Rapamycin,mTOR)[10]和AMP依赖的蛋白激酶(Adenosine5'-Monophosphate-Activated Protein Kinase,AMPK)信号通路调控[11]。Atg1/ULK1激酶复合物诱导自噬启动[12],这种复合物的组成成分Atg13 的去磷酸化可诱导细胞发生自噬。在细胞内营养充足时,mTOR 活化抑制自噬,细胞处于饥饿状态时mTOR 活性受到抑制从而激活自噬。AMPK 可以直接或间接地抑制mTOR 活性诱导自噬,也可以通过直接活化Atg1 诱导自噬。

1.2.2 PI3K 激酶复合物参与自噬泡的延伸和成熟 Ⅲ型磷脂酰肌醇3-激酶复合物(Class III PI3K Complex, PI3KC3)在哺乳动物细胞中参与自噬泡的形成并促进其成熟[10]。Vps34(Vacuolar Protein-Sorting 34)是哺乳动物中的第III 类PI3 酶,作为催化亚单位与Vps15结合后被激活,后与Beclin1(Atg6 的同源物,一种自噬相关蛋白)结合,形成复合物促进自噬泡的成熟和转运[1]。

1.2.3 Atg12-Atg5-Atg16 和 Atg8-PE 泛素化复合物参与自噬泡形成 泛素修饰系统包括Atg12-Atg5-Atg16 和Atg8-PE,这2 个泛素化蛋白结合体系都参与自噬泡的形成[6],任何一个发生故障均会影响自噬体起始阶段的功能。酵母细胞中Atg8 在哺乳动物中有多种同源物,其中研究最早、最广泛的是哺乳动物微管相关蛋白1 轻 链3(MAP1LC3,简 称LC3)[13]。LC3- Ⅰ在Atg7 和Atg3 的作用下与磷脂酰乙醇胺(Phosphatidyl Ethanolamine,PE)结合,成为膜结合型LC3- Ⅱ,在自噬泡的内外膜上对称分布,参与膜的延伸。当自噬体与溶酶体融合时,LC3-Ⅱ被溶酶体中的水解酶降解[14]。

1.2.4 p62 /SQSTM1 参与选择性自噬 p62/SQSTM1(一种多功能泛素结合蛋白)是目前选择性自噬中研究最多的一种自噬受体蛋白,它对底物进行特异性识别、分选和运输。p62 作为连接LC3 和泛素化待降解物的接头蛋白,与LC3-Ⅱ-PE 结合后再与待降解物结合进入自噬体,最终被溶酶体降解[6]。

2 自噬对不同生长阶段奶牛乳腺的影响

具有泌乳能力的乳腺是哺乳动物特有的腺体,其发育和泌乳活动是哺乳动物最突出的形态与生理特征。哺乳动物大多数组织和器官的生长均主要发生在个体发育早期阶段,但乳腺的生长发育主要发生在个体成熟后。雌性哺乳动物性成熟后,乳腺的生长-分化-退化周期在每个妊娠期重复进行,并可在体外培养系统中复制[2]。

乳腺泌乳的基本单位是腺泡,主要由被包埋在间充质细胞和细胞外基质(extracellular Matrix,ECM)中的乳腺上皮细胞(Mammary Epithelial Cells,MECs)构成。奶牛乳腺在胚胎期开始发育,在青春期与其他组织一同生长,在妊娠开始后整体生长速度逐渐加快,泌乳时发育完全[15]。但在生产实践中为提高经济效益,奶牛在下一次妊娠期到来时仍在持续泌乳,其泌乳期一直持续到产前干奶期。因此,乳腺在泌乳后期开始逐渐退化,干奶后退化加剧。在奶牛生产全部过程中,自噬在青春期和妊娠期的乳腺生长发育中表现出一定作用,在泌乳后期和干奶期乳腺退化再生过程中作用更强,具体表现为细胞中Beclin1 表达增加,可观察到自噬体和自噬溶酶体数量增多[2]。

2.1 自噬对生长发育阶段乳腺组织的影响 在乳腺发育过程中其形态按照分支结构生长,主要由新形成腺泡内的细胞群凋亡清除细胞产生空腔,这个过程被称为管腔形成,存在于乳腺整个生长发育过程,并在泌乳时由分泌乳汁的腺泡终止[16]。管腔形成过程中位于腺泡中心的MECs 缺乏与ECM 接触被认为是发生凋亡的直接原因,这种类型的凋亡性细胞程序性死亡称为失巢凋亡。研究表明,使用3D 细胞培养模型可以使MECs 的培养环境和组织结构更接近体内ECM 中的微环境和状态,在其培养体系中加入重组基底膜(Reconstituted Basement Membrane,rBM)能使MECs 表现出诸多在动物体内发育的特征。3D 系统中培养的MECs 经历几个增殖周期能够生长成为小的类器官,可用于研究乳腺发育的动态变化过程[17]。这些类器官的特征包括可以形成具有中空腔、类似腺泡的球状体,与体内发育器官具有相同的基因表达、基底膜成分(胶原蛋白IV,层粘连蛋白I)沉积和乳蛋白合成能力等[18-19]。

2.1.1 自噬在管腔形成中的作用 在乳腺发育过程中,与ECM 直接接触的外层上皮细胞能够表达特定的基因,成为具有特定分泌能力的乳腺上皮细胞;位于腺泡中心的细胞因缺乏与ECM 接触而导致自噬水平升高[19]。在腺泡内部细胞营养和能量不足的情况下,自噬作为一种生存机制被激活,以保护细胞不受线粒体不稳定的影响。但腺泡中心的持续应激可导致失巢凋亡的发生,通过程序性死亡消除腺泡内部细胞,最终形成腺泡内的空腔。

Sobolewska 等[18]研究使用添加rBM 的3D 体系培养奶牛乳腺上皮细胞系BME-UV1,观察到16 d 内形成极性细胞外层和球体中心空腔组成的腺泡结构;7 d 时在腺泡类似物中心观察到自噬标记蛋白GFP-LC3,9 d时开始检测到凋亡标志蛋白Caspase-3,说明腺泡发育过程中腺泡中心细胞自噬的发生先于凋亡,但仍不能抑制凋亡导致的空腔形成。使用3- 甲基腺嘌呤抑制自噬可导致奶牛乳腺上皮细胞(Bovine Mammary Epithelial Cells,BMECs)形成较小且发育不充分的类器官,这些细胞在极化过程完成之前已经显示凋亡迹象[18]。Karantza-Wadsworth 等[20]研 究 对 缺 少1 个Beclin1 等位基因的小鼠乳腺上皮细胞(Beclin1+/-)与具有1 对Beclin1 等位基因的野生型(Beclin1+/+)细胞进行比较,结果显示Beclin1+/-型细胞培养物形成腺泡类似物过程中管腔形成速度更快。因此,自噬缺陷可能使MECs 对代谢应激更敏感,导致管腔形成加速,说明自噬在此过程中对细胞具有保护作用;但当细胞凋亡起主要作用时,自噬的保护作用可能并不明显,无法抑制管腔形成。同时发现过表达Bcl-2 抑制凋亡的Beclin1+/-型腺泡类似物的中央细胞表现出坏死性死亡的迹象[20],说明坏死可能是凋亡和自噬均失去作用时腺泡中央细胞的死亡机制。

2.1.2 自噬对失巢凋亡的影响 失巢凋亡是管腔形成过程中腺泡中心细胞死亡从而形成空腔的主要原因[21]。Debnath 等[22]研究发现,人乳腺上皮细胞系MCF-10A发育和重构形成的腺泡中,由抗凋亡蛋白Bcl-2 或Bcl-XL 过表达介导的凋亡抑制对管腔形成仅能延迟几天,而不能使腺泡腔内保持长期充盈,表明可能有其他因素在管腔形成中发挥作用。抑制自噬相关基因表达可以减少因缺乏ECM 引起的自噬。Karantza-Wadsworth 等[20]使用siRNA 干扰缺乏ECM 细胞中Atg5、Atg6(Beclin1)和Atg7 等自噬相关基因表达,可导致细胞自噬减少、凋亡增加,并减少失巢凋亡后的细胞增殖,说明失巢凋亡发生时自噬具有一定的保护作用。当凋亡被Bcl-2 过表达阻断时,缺乏ECM 的细胞仍然出现自噬,而抑制Atg 表达能够减少过表达Bcl-2 细胞的存活,说明腺泡中心细胞凋亡被抑制时仍可依靠自噬存活;接触ECM的细胞中也可以观察到自噬被诱导,说明自噬可独立于细胞凋亡发生,而不是仅作为缺失ECM 时的存活机制或管腔形成时的二级清除机制[19]。因此,自噬可以促进失巢凋亡过程中上皮细胞的存活,但仍不能阻止乳腺细胞发生失巢凋亡和管腔形成。

2.2 自噬对退化再生阶段乳腺组织的影响 生产中奶牛在下一次妊娠开始后仍持续泌乳,直到妊娠后期分娩之前停止挤奶使其进入干奶期。干奶期目的是使奶牛恢复身体机能,为胎牛生长发育和后续提高泌乳能力提供物质基础。干奶期间由于泌乳停止,乳腺会逐渐退化,但妊娠激素的分泌同时又刺激乳腺继续生长[23]。这种发育组织的细胞增殖和退化组织的细胞程序性死亡在时间上重合,因此这个过程也被称为退化再生[24]。在此期间,ECM 和腺泡基底膜退化被认为是引起细胞大量死亡的主要原因,但乳腺的腺泡结构已发育并保持完整,仍可观察到大量MECs 存在[25]。目前普遍认为乳腺退化再生的生理基础是MECs 增殖和凋亡之间的平衡[24],奶牛乳腺在生产过程的各个时期均有细胞自噬发生,干奶期自噬水平最高。

2.2.1 自噬作为细胞的存活机制 当停止挤奶时,由于乳汁阻滞和转化生长因子-β1(Transforming Growth Factor-Beta 1,TGF-β1)等促凋亡因子水平升高,MECs发生凋亡,具有分泌功能的MECs 减少会造成乳腺退化使其恢复到静止状态。这个过程中自噬作为细胞的生存机制启动,使一部分MECs 存活下来以保存腺体形态,逐渐减少乳汁分泌等待分娩,以准备下一次哺乳[24]。同时,胎儿和母体之间竞争营养物质造成的MECs 暂时性营养不良也是诱导自噬的原因之一,这种机制能够平衡妊娠期间胎儿发育和母体自身对营养的需求,稳定细胞内能量和氨基酸供应。有研究表明,在奶牛干奶期MECs 中可观察到自噬迹象,大量细胞中可观察到自噬体和自噬溶酶体,Beclin1 蛋白表达量增加[2]。

2.2.2 自噬作为细胞的死亡机制 细胞死亡可分为坏死(Necrosis)和程序性细胞死亡(Programmed Cell Death,PCD)2 种类型。PCD 是细胞由基因调控发生自发性死亡的过程[26],按其发生机制的不同可分为凋亡(Apoptosis)、自噬性细胞死亡(Autophagic Cell Death)、类凋亡/ 副凋亡(Paraptosis)、细胞程序性坏死(Necroptosis)、铁死亡(Ferroptosis)等多种类型。PCD 是一种正常生理过程,在乳腺重塑各个阶段均有发生。目前的研究大多认为凋亡是乳腺退化过程中MECs 的死亡方式,但越来越多的证据表明凋亡不是这个过程中PCD 的唯一类型[27]。在死亡细胞中也可以观察到自噬的形态特征,因此一直有研究认为自噬可能也是一种死亡机制[28],已有证据表明在死亡的乳腺上皮细胞中观察到自噬性细胞死亡[27]。自噬不仅是凋亡的替代,还能作为凋亡的补充,在同一细胞中同时表现出凋亡(细胞皱缩、染色质边集)和自噬(自噬体、自噬泡)2 种典型形态特征。推测可能是凋亡作为较快的程序消除最敏感的细胞亚群,其他更耐受的细胞启动较慢的自噬程序作为凋亡的补充。细胞凋亡和自噬的互补性表明2 个PCD 通路之间相互连接,但其分子机制还不完全清楚。

3 影响奶牛乳腺自噬的因素

细胞自噬受许多因素调控,机体正常生理状态下的局部因素、病理状态和环境因素等都会影响机体自噬水平,除饥饿、缺氧、内质网应激[29]等引起细胞自噬的经典因素外,还有许多因素对奶牛乳腺细胞自噬产生调控。生长轴激素和生长因子是奶牛乳腺重塑和功能调节的重要因子[30],对乳腺细胞自噬也具有调控作用;炎症等病理性因素可以改变机体细胞自噬水平,影响乳腺炎的发生与发展;环境温度过高产生的热应激同样会作用于乳腺细胞自噬,从而影响乳腺功能。

3.1 影响乳腺细胞自噬的生理因素 在奶牛整个生产过程中,机体内许多局部因素对细胞自噬存在影响,如性激素17β-雌二醇(17β-oestradiol,E2)和孕酮(Progesterone,P4)、胰岛素样生长因子- I (Insulin-Like Growth Factor- I,IGF-I)或表皮生长因子(Epidermal Growth Factor,EGF)、转化生长因子-1(Transforming Growth Factor- 1,TGF-1)、干扰素-γ(Interferon-γ,INF-γ)等。这些因素在奶牛乳腺的各个生长阶段中不仅能够调节MECs 的增殖和凋亡,还可以通过诱导自噬调节乳腺的生长发育,在保持细胞死亡和存活的平衡中发挥作用。

3.1.1 性激素 卵巢类固醇激素E2和P4对泌乳周期有显著的调控作用,不仅能够刺激乳腺分泌组织的生长,也能防止乳腺退化过程中MECs 广泛死亡。这2 种激素可以介导MECs 中的增殖信号,E2激活导管生长,P4促进腺小叶-腺泡发育;同时雌激素受体(ERα 和ERβ)和孕激素受体(PRA 和PRB)能够调节妊娠期间乳腺形态和功能的基因组效应[30]。Zielniok 等[31]研究表明,E2和P4通过刺激自噬相关基因Beclin1、Atg5、LC3B表达及相应蛋白水平升高进而增强BMECs 自噬。E2可能通过配体激活雌激素受体参与调节Atg5 和LC3B 表达,雌激素受体直接与这些基因的启动子结合,而P4通过间接刺激Atgs 表达发挥作用。同时这2 种激素均可通过调节Bcl-2 的磷酸化状态诱导自噬,使Bcl-2 与其复合物解离。同时其受体ERα 和PR 可以与Beclin1直接相互作用并有助于诱导自噬。Sobolewska 等[32]研究得到了同样的结论,并且观察到这2 种类固醇激素能够抑制mTOR 活化从而增强自噬。使用3D 模型研究发现,催乳素不会改变腺泡类似物内的自噬水平;而E2和P4存在时腺泡生长正常,但细胞自噬增强[18]。这些结果表明,在干奶期奶牛乳腺退化再生过程中,E2和P4支持分泌组织再生和防止MECs 广泛死亡的作用与诱导细胞自噬相关。

3.1.2 细胞因子 细胞因子可以通过影响胞质膜上附着的特殊受体调节细胞自噬,目前认为Th1 族细胞因子(如IL-1、IL-2、TNF-α、INF-γ)可以诱导自噬,而Th2族细胞因子(IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 和IL-13)和抗炎类细胞因子抑制自噬[33]。

3.1.2.1 IGF-I 和EGF IGF-I 活性受特定的IGF 结合蛋白(IGF-Binding Proteins,IGFBPs)调节,在乳腺退化期间啮齿动物中的IGFBP-5 或反刍动物中的IGFBP-3能够抑制IGF-I[32]。EGF 在泌乳期的乳腺分化过程中能够促进细胞增殖,使细胞在分化之后对乳汁分泌相关激素产生反应,有助于防止细胞凋亡;其亚家族成员在妊娠和干奶期间能够促进MECs 增殖。Sobolewska 等[32]研究表明,mTOR 通过PI3K/Akt 信号传导途径活化,IGF-I 和EGF 诱导PI3K/Akt 途径参与的信号转导,即IGF-I 和EGF 参与了BMECs 中mTOR 的 激活;使用雷帕霉素抑制mTOR 活性可以消除IGF-I 和EGF 对自噬的抑制作用,说明IGF-I 和EGF 具有抑制MECs 自噬的作用,mTOR 在这个过程中可以连接IGF-I 和EGF的信号传导,但它们不能抑制mTOR 下游因子引起的自噬。

3.1.2.2 TGF-β1 TGF-β1 是BMECs 中 主 要 的 抗 增 殖 因子和促凋亡因子,其表达受生长轴激素控制,并在干奶期分泌增加,是乳腺组织退化的重要局部调节因子[34]。Gajewska 等[27]首 次 证 明TGF-β1 在BMECs 中 不 仅诱导细胞凋亡,而且能够诱导自噬作为PCD 发生,TGF-β1 处理的BMECs 中自噬不仅可以替代凋亡作为细胞的死亡方式,还可对凋亡的作用进行补充,与凋亡同时出现在同一细胞中。具体表现为细胞中LC3 和Beclin1 表达增加,出现自噬体和自噬泡以及凋亡的细胞特征。Beclin1 基因编码与Bcl-2 相互作用的肿瘤抑制因子和抗病毒蛋白,已经证明Beclin1 与PI3K 作用形成复合物调控自噬[35]。细胞超微结构分析表明,Beclin1 蛋白水平降低导致的自噬泡抑制与细胞死亡减少相关[27]。以上结果提示,Beclin1 对于触发细胞死亡的自噬通路必不可少。

3.1.2.3 INF-γ 研究表明,IFN-γ 在体内、体外均可诱导BMECs 自噬。Khalkhali-Ellis 等[36]证明,在人乳腺上皮细胞系HMEpCs 中添加INF-γ 可使Beclin1 表达量增多,并通过透射电镜观察到自噬体。夏小静[37]研究显示,饲喂可引起奶牛体内IFN-γ 升高的日粮及体外培养BMECs 时使用IFN-γ 处理,均可引起BMECs 的LC3-II 表达量升高、自噬溶酶体等显微结构增多;同时IFN-γ 可通过加速精氨酸耗竭活化GCN2/e IF2α 信号途径介导BMECs 细胞自噬,而自噬介导了IFN-γ 抑制的乳脂、乳蛋白合成。

3.2 其他因素 除奶牛自身的激素、细胞因子等生理性因素外,机体的病理状态和环境因素也可影响细胞自噬水平,最终对奶牛机体状态和经济效益产生影响。

3.2.1 炎症 奶牛乳房炎是由微生物感染、理化因素刺激等多种原因引起的奶牛乳腺炎症,是生产中的常见病、多发病,严重影响奶农经济效益、阻碍奶牛养殖业的发展[38]。细胞自噬机制与大多数应激反应通路相互作用,包括参与控制免疫应答和炎症的通路,最近的研究证明自噬和炎症之间具有交互作用[39]。与癌症、神经退行性疾病和老化等相似,由自噬基因突变或微生物拮抗引起的自噬缺陷是许多传染病和炎症综合征发病的重要因素[39]。自噬可通过直接和间接2 种途径抑制细胞的炎症反应:直接抑制炎性复合物,或清除受损细胞器、病原微生物等引起炎症反应的刺激物。通常控制自噬的调节网络能够检测到各种炎症介质相关的输出信号,根据炎症反应的状态适当调节自噬。由于炎症反应会破坏细胞内环境的稳态,因此适当的自噬有助于抑制炎症反应,减轻机体损伤[40]。虽然自噬通常被认为是细胞在应激条件下的一种存活机制,但自噬程度不能适当调控炎症时也会对机体产生危害。

自噬在不同种类的细胞发生的炎症反应中发挥不同的作用。She 等[41]研究表明,使用脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激小胶质细胞表面的TLR4 后,活化的蛋白激酶p38αMAPK 直接磷酸化ULK1 并破坏其与自噬起始复合物中的关键伴侣Atg13 的相互作用,降低自噬水平;但在巨噬细胞中LPS 诱导的TLR4 和p38αMAPK 活化可以导致炎性因子分泌增多和自噬增强。Meng 等[42]研究表明,LPS 通过增加BIRC2 表达并提高p53 核内水平诱导人血管内皮细胞自噬,对mTOR 途径没有影响;而胡越[43]研究报道,LPS 可激活人支气管上皮细胞mTOR 信号通路并抑制其下游的自噬,从而调控细胞产生的炎症反应。这些结果说明不同来源的细胞对于炎症和自噬的相互影响、相关信号通路均存在差异。而目前MECs 的自噬与炎症之间的影响和作用通路尚未有明确定论,其相互作用、相关关系仍有待进一步探讨;考虑到乳房炎在奶牛生产中的严重危害,MECs 自噬在炎症发展过程中的作用阶段和调控位点都值得深入研究。

3.2.2 热应激 奶牛在干奶期受到热应激会影响乳腺生长,从而影响后续产奶量,因此生产中常在干奶晚期乳腺组织生长时对奶牛进行降温处理。Wohlgemuth 等[44]研究了热应激对干奶早期奶牛乳腺组织自噬的影响,结果显示细胞自噬会受到慢性热应激的负面影响,进而阻碍乳腺的退化和再生。这可能是高产奶牛受到热应激后乳腺奶产量降低的原因,但自噬产生这种影响的机制目前仍未解明。另外,因干奶期间细胞凋亡与自噬同时存在且相互影响,尚需进一步研究评估环境热应激对干奶早期自噬与凋亡之间相互作用的影响。

4 总结与展望

自噬在奶牛生产过程中的各个阶段均对乳腺发育和功能产生重要影响,主要体现在乳腺的生长发育和退化再生过程中,包括保护MECs 存活和促使细胞发生程序性死亡等。自噬也受到机体内外诸多因素的影响,其信号通路与细胞内许多其他通路相互关联,与各项生理、病理过程具有相互作用,尤其在炎症过程中具有重要影响。自噬与炎症的关系在许多细胞类型中已有研究,如巨噬细胞、小胶质细胞等,但不同细胞中炎症与自噬的关系不同。MECs 除合成和分泌乳成分外,还能在病原微生物入侵乳腺时合成和分泌许多免疫调节因子,这些免疫活性物质对乳腺的免疫防御功能产生重要影响,对乳腺炎的发生与病程发展具有调控作用。而目前对自噬调控MECs 炎症的研究较少,其调控作用、相互关系、分子机制等都不甚明确。考虑到奶牛研究现状和实践需要,可将自噬与乳腺组织炎症相结合,探究自噬对乳腺炎症的调控作用和机制,以期为乳房炎的预防和治疗提供新思路。

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