奶业是关系国计民生的重要产业。产奶性能是奶牛的重要经济性状。泌乳曲线描述了奶牛整个泌乳周期（通常为305天）产奶量的动态变化，其峰值水平及其持续力决定了奶牛的产奶量。遗传改良产奶性能是现代奶牛育种的核心目标。乳腺的泌乳周期是一个高度精细调节的可循环过程：产犊前后的泌乳启动、产奶量逐步攀升至高峰，到泌乳后期产奶量逐渐下降，再到干奶期乳腺退化与重塑、再启动进入下一个泌乳周期。揭示乳腺泌乳周期各阶段的动态变化及其分子调控模式，将有助于解析驱动奶牛泌乳曲线形成的关键生物学途径及调控因子。
近期，山东农业大学动物科技学院师科荣教授团队在Journal of Integrative Agriculture（，JIA）在线发表题为“Integrative proteomic and phosphoproteomic profiling identified critical biological pathways and candidate genes mediating lactation curve formation in dairy cows”的研究。
该研究以中国荷斯坦牛为研究对象，采用高分辨率4D无标记定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学技术，系统分析了乳腺组织6个泌乳阶段/状态（泌乳早期、泌乳高峰期、泌乳中期、泌乳后期、干奶早期和干奶后期）的蛋白质表达变化及其磷酸化修饰动态变化。研究发现，免疫相关通路在整个泌乳周期中持续活跃并呈现动态变化，免疫与脂质合成过程之间呈现“此消彼长”的反向调控：泌乳启动阶段，免疫相关蛋白整体下调、脂质合成通路显著上调；进入乳腺退化阶段后，这一模式完全逆转；泌乳上升期与下降期之间也存在类似的反向变化规律。铁死亡等程序性细胞死亡途径的增强，可能介导了高峰期后产奶量下降的现象。研究鉴定出PLIN1、S100A7、FABP3和PATJ等参与乳腺组织重塑与泌乳调控的关键调控因子，组织免疫荧光染色验证了这些蛋白的阶段特异性表达模式。进一步，验证了脂滴包被蛋白PLIN1促进奶牛乳腺上皮细胞增殖，并通过PI3K/AKT/mTOR和JAK-STAT通路促进乳蛋白及乳脂合成的功能，证实PLIN1是影响奶牛产奶性能的关键调控因子。
该研究构建的奶牛乳腺蛋白质组与磷酸化修饰动态图谱，解析了奶牛泌乳曲线形成的关键生物学通路及调控因子，乳腺循环中内在的调控模式为理解奶牛泌乳性能的遗传调控机制提供了新视角，同时，为奶牛产奶性能遗传改良提供了理论依据和分子靶。
山东农业大学师科荣教授、刘廷俊博士为论文通讯作者。已毕业硕士宋旭阳和范思思为论文第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、生物育种国家科技重大专项、山东省自然科学基金和山东省农业良种工程等项目的资助。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
