Polyethylenimine (PEI) is a polycation with potential application as a nonviral vector for gene delivery. Here we show that after conjugation with homobifunctional amine reactive reducible cross-linking reagents, low molecular weight polyethylenimine efficiently mediates in vitro gene delivery to Chinese hamster ovary (CHO) cells. Two cross-linking reagents, dithiobis(succinimidylpropionate) (DSP) and dimethyl·3,3'-dithiobispropionimidate·2HCl (DTBP), were utilized based on their reactivity and chemical properties. Both reagents react with primary amines to form reducible cross-links; however, unlike DSP, the DTBP cross-linker maintains net polymer charge through amidine bond formation. PEI with a reported weight-average molecular weight (M̄w) of 800 Da was reacted with either DSP or DTBP at PEI primary amine:cross-link reactive group ratios of 1:1 and 2:1. The transfection efficiencies of the resulting cross-linked products were evaluated in CHO cells using a luciferase reporter gene under a cytomegalovirus (CMV) promoter. Our results show that cross-linked polymers mediate variable levels of transfection depending on the cross-linking reagent, the extent of conjugation, and the N/P ratio. In general, we found conjugate size to be proportional to gene transfer efficiency. Using gel retardation analysis, we also evaluate the capacity of the cross-linked polymers to condense plasmid DNA before and after reduction with 45 mM dithiothreitol (DTT). DTT mediated reduction of intra-cross-link disulfide bonds and inhibited condensation of DNA by conjugates cross-linked with DSP at a ratio of 1:1, but had little effect on the remaining polymers. Analogous intracellular reduction of transfection complexes by reduced glutathione could facilitate uncoupling of PEI from DNA to enhance gene expression.

Stigmasterol (ST), a phytosterol found in food, has various biological activities. However, the effect of ST on milk synthesis in dairy cows remains unclear. Therefore, bovine primary mammary epithelial cells (BMECs) were isolated, cultured, and treated with ST to determine the effect of ST on milk synthesis. The study revealed that 10 μM ST significantly increased milk synthesis in BMECs by activating the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. Further investigation revealed that this activation depends on the regulatory role of oxysterol binding protein 5 (ORP5). ST induces the translocation of ORP5 from the cytoplasm to the lysosome, interacts with the mTOR, recruits mTOR to target the lysosomal surface, and promotes the activation of the mTOR signaling pathway. Moreover, ST was found to increase ORP5 protein levels by inhibiting its degradation via the ubiquitin-proteasome pathway. Specifically, the E3 ubiquitin ligase membrane-associated cycle-CH-type finger 4 (MARCH4) promotes the ubiquitination and subsequent degradation of ORP5. ST mitigates the interaction between MARCH4 and ORP5, thereby enhancing the structural stability of ORP5 and reducing its ubiquitination. In summary, ST stabilizes ORP5 by inhibiting the interaction between MARCH4 and ORP5, thereby activating mTOR signaling pathway and enhancing milk synthesis.

Previous studies have shown the effects of vitamins on the development of the mammary gland. However, the role of niacin in this process has not been reported. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of niacin on mammary gland development in pubertal mice and to use a mouse mammary epithelial cell line to study the underlying mechanism. The results showed that niacin could activate the AKT/mTOR and ERK signaling pathways by the Gi protein-coupled receptor and increase phosphorylation of 4EBP1 to promote the synthesis of cell proliferation markers, leading to the dissociation of the Rb-E2F1 complex in mMECs. In addition, 0.5% niacin promoted mammary duct development, increased the expression of cyclin D1/D3 and PCNA, and activated Akt/mTOR and ERK1/2 in the mammary glands of pubertal mice. These results strongly suggest that niacin stimulates mammary gland development in pubertal mice through the Akt/mTOR and ERK1/2 signaling pathways and that the Gi protein-coupled receptor is essential for this function.

Abstract Staphylococcus aureus ( S. aureus ) is a major zoonotic pathogen, with mammary gland infections contributing to mastitis, a condition that poses significant health risks to lactating women and adversely affects the dairy industry. Therefore, understanding the immune mechanisms underlying mammary infections caused by S. aureus is essential for developing targeted therapeutic strategies against mastitis. This study identified hydroxycarboxylic acid receptor 2 (HCAR2) as a potential regulator of S. aureus infection in mammary glands. It is demonstrated that HCAR2 deficiency exacerbates the inflammatory response and disrupts the blood‐milk barrier in the mammary gland during S. aureus infection, with NLRP3 inflammasome‐mediated pyroptosis playing a central role. Activation of HCAR2, on the other hand, suppressed CMPK2 expression, thereby mitigating mitochondrial damage and pyroptosis in mouse mammary epithelial cells (mMECs) induced by S. aureus . Additionally, mitochondrial DNA (mtDNA) released from S. aureus ‐infected mMECs activates the cGAS/STING signaling pathway in macrophages, impairing their bactericidal activity. In conclusion, this study highlights the critical role of HCAR2 in S. aureus infection of the mammary gland and provides a theoretical basis for identifying potential therapeutic targets for such infections.

The "gut-brain axis" is involved in many physiological processes. However, its role in regulating mammary gland (MG) development remains unknown. In this study, we established the mice model of bilateral subdiaphragmatic vagotomy (Vago) to clarify the effects of "gut-brain axis" on MG development in pubertal mice. The results showed that Vago reduced the ratio of Lactobacillus and Bifidobacterium, neuronal excitability in the nucleus of solitary tract (NTS), and synthesis and secretion of BDNF, thereby slowing MG development. Transplanting the gut microbiota of Vago mice to recipient mice replicated these effects, and transplanting the gut microbiota of Control mice to Vago mice did not alleviate these effects. Galacto-Oligosaccharide (GOS), which up-regulates the ratio of Lactobacillus and Bifidobacterium, supplementation elevated NTS neuron excitability, synthesis and secretion of BDNF, and MG development, but Vago reversed these benefits. In conclusion, GOS enhances BDNF-mediated mammary gland development in pubertal mice via the "gut-brain axis".

Mastitis is a common disease that affects women during lactation, posing a threat to the health of both mothers and infants. Recent studies have shown that insufficient nutrient intake increase the risk of mastitis. Phlorizin (PHZ) is one of the nutrients present in apples. This study uses Lipopolysaccharide (LPS)-induced mastitis mice and LPS+ATP-stimulated mouse mammary epithelial cells (mMECs) as research objects to explore the effect and mechanism of PHZ on mastitis. Different to in vitro beliefs, our findings demonstrated that PHZ significantly reduced inflammation and protected the blood–milk barrier (BMB) in vivo. Additionally, we observed that oral administration of PHZ regulated the intestinal flora and exhibited prebiotic functions. However, the anti-inflammatory effect of PHZ was not solely dependent on the intestinal flora, as antibiotic disruption of the intestinal flora does not completely abolish the improvement of mastitis by PHZ. Further mechanistic research revealed that the anti-inflammatory properties of PHZ were attributed to its metabolism into phloretin (PHT). Moreover, our results demonstrated that PHT reduced inflammation and protected the BMB by promoting autophagy to prevent the pyroptosis of mMECs. This study provides a theoretical basis for reducing inflammation in lactating women by consuming fruits, such as apples, that contain PHZ.