乳腺中约50%的脂肪酸来源于乙酸等乳脂肪前体物在乳腺上皮细胞内的重新合成，主要包括中短链脂肪酸(C4∶ 0～C14∶ 0)及50％的C16∶ 0^[14]。乙酸作为奶牛乳腺中脂肪酸从头合成的主要前体物，是由瘤胃中碳水化合物发酵而产生，然后经瘤胃壁吸收进入血液，再由乳腺细胞从血液中吸收作为脂肪酸合成的原料^[15]。一些研究结果表明，外源补充乙酸能促进乳脂肪和乳蛋白质的合成^{[2, 3]}，但关于其机理尚不清楚。有研究认为，对于高产奶牛来说，为了保证充足的能量需要，粗饲料的进食会受到限制，容易引起乳脂肪率的降低，因此在饲粮中添加乙酸盐可起到提高乳脂肪率的作用^[16]。也有研究结果表明，在饲粮中增加短链和中链脂肪酸的供给可以减少用于从头合成的短链脂肪酸，可提高乳脂肪含量，改变其脂肪酸组成^[17]。TAG是乳脂肪的主要成分，它在粗面内质网膜的表面合成，在细胞质中以脂滴的形式积累，不同大小的脂滴被质膜包裹后从细胞分泌出去^[18]。因此，乳腺上皮细胞内脂滴的形成和TAG含量直接反映了乳腺上皮细胞内乳脂肪的合成，与乳脂肪率密切相关。因此，本试验在前人的研究基础上，从乙酸对奶牛乳腺上皮细胞TAG含量的影响入手，研究了乙酸对乳成分合成的影响机理。研究结果表明，在奶牛乳腺上皮细胞培养液中添加不同浓度的乙酸，促进了细胞内脂滴的形成和TAG的积累；与孔庆洋等^[4]得出的乙酸(8～20 mmol/L)显著增加了奶牛乳腺上皮细胞内TAG含量的结果相似，进一步验证了乙酸能促进乳脂肪合成与脂滴的形成和TAG含量的增加有关，而且上调了脂肪酸从头合成酶 基因的表达。因此乙酸促进TAG合成可能的原因是上调了乳脂肪合成相关基因的表达，从而促进乳脂肪的合成。然而，Yonezawa等^[9]的研究发现，乙酸的添加对乳腺上皮细胞脂滴的形成和TAG的积累无明显的促进作用。Yonezawa等^[19]的研究结果表明，细胞内TAG的积累可能直接或间接与乳腺上皮细胞的分化有关。

为了探讨乙酸对乳脂肪和乳蛋白质合成影响的机理，本试验进一步研究了乙酸对PPARγ和leptin基因表达量的影响。目前，已发现的PPAR有3种亚型：PPARα、PPARβ/δ和PPARγ，各亚型的组织分布不同^[20]。研究表明，PPARγ基因在奶牛乳腺组织中可表达，并在泌乳阶段表达量显著增加，且在奶牛的乳脂肪合成方面起重要调节作用^{[6, 7]}，也能调节细胞的增殖与分化^[8]。Yonezawa等^[9]的研究结果表明，在奶牛乳腺上皮细胞中添加10 mmol/L的乙酸促进了PPARγ2的合成。本研究结果显示，乙酸的添加显著上调了PPARγ基因的转录水平，且以浓度为10和12 mmol/L的乙酸组效果较好,这与乙酸对脂滴形成和TAG含量有促进作用的研究结果相吻合，提示乙酸促进奶牛乳腺上皮细胞TAG的积累和乳脂肪合成，可能与PPARγ基因表达量的上调有关。关于乙酸对了PPARγ基因转录水平的调节机理还不清楚，需要进一步研究。

leptin是一种由白脂肪组织分泌的一种蛋白激素，在调节奶牛能量代谢和乳腺中乳的合成方面起重要作用，在催乳素存在的条件下，leptin可促进奶牛乳腺中乳脂肪酸的合成，以及上调α-酪蛋白和β-乳球蛋白基因的表达量^[5]。leptin基因表达及其蛋白分泌受激素和脂肪酸等多种因素的影响^[21]。leptin基因在反刍动物的胎盘和胎儿组织、乳腺、胃和骨骼肌中表达^[22]。Yonezawa等^[9]在奶牛乳腺上皮细胞培养液中添加10 mmol/L乙酸或丁酸，显著下调了leptin基因表达量。Soliman等^[10]利用牛脂肪细胞为材料进行的体外研究结果表明，添加0.1或0.5 mmol/L的乙酸、丙酸和丁酸均上调了leptin基因的表达量。而用人脂肪细胞的研究结果发现，添加生理浓度范围(0.5或1.0 mmol/L)的丁酸促进了leptin基因表达，高浓度(5.0 mmol/L)则抑制了leptin基因的表达^[21]。本研究发现，在奶牛乳腺上皮细胞培养液添加的乙酸剂量与leptin基因表达呈趋于显著的线性或二次曲线增加，即低剂量添加有促进效果，高剂量添加时促进效果减弱，提示乙酸对乳脂肪和乳蛋白质的合成的影响可能与leptin基因的表达有关。关于乙酸对leptin基因转录水平的调节机理尚不清楚。Soliman等^[21]研究指出，短链脂肪酸丁酸对leptin基因转录水平的调节可能通过2个方面来完成，一是通过短链脂肪酸特有的Gi蛋白偶联受体，二是通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)信号途径。Xiong等^[23]利用体内外试验相结合的方式，以鼠脂肪细胞和鼠作为试验模型，研究结果提示，短链脂肪酸可作为一种信号分子通过G蛋白偶联受体41(GPR41)调节脂肪细胞中leptin的量。GPR41和G蛋白偶联受体43(GPR43)是G蛋白偶联受体超家族的成员，而GPR41基因主要在脂肪组织中表达^[24]。在奶牛乳腺上皮细胞中，乙酸对leptin基因转录水平的调节作用是否通过GPR41基因，还有待于进一步的研究。但从本文研究结果看，根据乙酸对leptin基因表达量结果，以浓度为8和10 mmol/L的乙酸组效果较好。同时，综合考虑乙酸对PPARγ和leptin基因二者表达量的影响结果时，乙酸的适宜添加量根据本次试验尚不能确定。此外，本试验的添加剂量范围只设了0~12 mmol/L，高于12 mmol/L是什么结果难以根据本试验定论。因此，乙酸的适宜添加剂量还需要进一步研究。此外，从系统营养学观点考虑，当强调某一种营养素的功能和作用时，一定要求与其他营养素协调配合，也就是各营养素相互平衡问题。本试验只研究了单一乳脂肪前体物乙酸对奶牛乳腺上皮细胞TAG含量及leptin和PPARγ基因表达量的影响。有研究结果表明，乳脂肪前体物和乳成分前体物的组成与配比方面可能存在理想平衡模式^{[3, 8, 25]}。因此，乳脂肪前体物乙酸和丁酸之间的适宜比例、短链脂肪酸与长链脂肪酸之间的配比、饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸之间的配比，以及乳脂肪前体物与葡萄糖和相关氨基酸水平之间的协调等因素对乳成分合成及PPARγ和leptin基因转录水平的影响，尚需要进一步试验研究。

① 乙酸对奶牛乳腺上皮细胞内脂滴的形成、TAG的积累、leptin和PPARγ基因的表达有显著的促进作用。

② 本试验条件下，乙酸浓度为10~12 mmol/L时能较好地促进PPARγ基因的表达，浓度为8~10 mmol/L时能较好地促进leptin基因的表达。