对于乳腺上皮细胞(mammary epithelial cells,MECs)来说,实现功能分化至少需要两种类型信号,泌乳相关激素和生长因子以及特化的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)——基膜。来自内分泌、旁分泌和自分泌的各种激素或生长因子能与其受体结合,并激活邻近的上游信号分子启动信号级联,最终实现细胞增殖、细胞凋亡和乳蛋白基因表达合成。小鼠乳腺中,基膜的主要成分——层粘连蛋白(laminin,LN)与催乳素的联合效应是乳腺上皮细胞实现泌乳分化的必要条件。缺少LN的条件下,JAK2-STAT5途径只能短暂激活,乳蛋白基因表达不能启动,而富含LN的细胞外基质作为培养底物时,信号分子被平台募集到基底侧,有利于催乳素正确激活JAK2-STAT5途径。整联蛋白作为细胞表面的细胞外基质受体,以异二聚体形式存在,参与细胞-细胞外基质相互作用,并连接细胞骨架实现信号分子的胞内转运。其中,整联蛋白β1亚基是LN众多整联蛋白异二聚体受体的组成成分,小鼠缺失β1整联蛋白基因表现为腺泡形态缺陷,STAT5不能转位入核,抑制催乳素激活的泌乳分化。啮齿类与反刍类存在较大的物种差异,对于奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMECs),层粘连蛋白和β1整联蛋白对于泌乳分化的作用尚待证实。本研究以中国荷斯坦奶牛泌乳乳腺组织和奶牛乳腺上皮细胞为实验材料,以LN为底物,在Transwell小室中模拟生理微环境,使用含催乳复合物(催乳素+胰岛素+氢化可的松)的分化培养液诱导细胞的顶-基底极性和分泌性分化。应用激光共聚焦荧光显微镜系统、流式细胞检测、质谱分析、qRT-PCR及Western blotting技术,检测整联蛋白β1和α6亚基在乳腺组织及乳腺上皮细胞中的表达定位,利用功能阻断抗体调控整联蛋白β1亚基活性。研究结果表明:(1)经原代细胞培养获得的单层乳腺上皮细胞具备腔上皮细胞和基底上皮细胞两种分子标志,CK18和整联蛋白β1亚基;(2)无论在未包被塑料培养板,还是BSA或LN底物上贴壁BMECs的整联蛋白亚基β1和α6都主要定位于基底侧;(3)用整联蛋白β1抗体(大鼠)进行磁珠法Co-IP,结果在Input组和IP组蛋白样品中均检测到整联蛋白β1和α6亚基,而IgG对照组没有,表明β1亚基富集成功且其与α6亚基形成了异二聚体,即BMECs的细胞表面存在LN受体α6β1。(4)LN为培养底物,以DMEM/F12为对照培养液,HIP处理组能够诱导BMECs泌乳分化:在蛋白水平上,整联蛋白β1和α6、β酪蛋白、PRLR、STAT5及p-STAT5总蛋白的表达均有上升趋势,且差异极显著;在mRNA水平上变化趋势类似;(5)HIP诱导BMECs泌乳分化,以BSA为对照培养底物时,LN有显著的促乳作用:对β酪蛋白在mRNA水平和蛋白水平均有显著的上调作用,表明LN有利于HIP诱导乳蛋白基因表达合成;并且对整联蛋白亚基β1和α6在蛋白水平的表达有明显上调作用,在mRNA水平无明显变化;(6)在以LN为培养底物,HIP诱导BMECs泌乳分化时,应用功能阻断抗体AIIB2失活整联蛋白亚基β1,抑制泌乳分化:β酪蛋白、STAT5及p-STAT5在蛋白水平上均显著降低;但PRLR无明显变化趋势。在mRNA水平上,PRLR、β酪蛋白及STAT5A的表达量明显下降,但STAT5B无明显趋势,而整联蛋白β1和α6不论是在蛋白水平还是在mRNA水平上都无明显变化趋势。综上所述,HIP复合物具有诱导BMECs表达合成β酪蛋白的催乳作用。HIP诱导泌乳分化时,LN具有上调整联蛋白β1表达同时增强β酪蛋白表达合成的促乳效果。整联蛋白亚基β1失活抑制催乳素途径信号分子STAT5的总蛋白表达下调,磷酸化活性降低,导致β酪蛋白表达合成下调。因此,本研究表明整联蛋白β1介导了LN的促乳作用,揭示了其调控乳蛋白合成信号途径的作用方式,为奶牛乳腺泌乳调控领域提供了新的实验思路和研究方向。