Las concentraciones de proteínas de la leche en las vacas lecheras se consideran relacionadas con algunas biomoléculas plasmáticas. Sin embargo, las características de las biomoléculas plasmáticas en vacas lecheras con diferentes concentraciones de proteínas de la leche a largo plazo no están completamente elucidada. Este estudio se llevó a cabo para entender el mecanismo de las proteínas plasmáticas en la síntesis de proteínas de la leche mediante el análisis comparativo de la proteómica plasmática de vacas con diferentes concentraciones de proteínas de la leche. Se seleccionaron tres grupos de vacas Holstein (por grupo = 10) con concentraciones bajas (LMP), medias (MMP) y altas de proteínas de la leche a largo plazo (HMP) para el experimento con el fin de determinar hormonas plasmáticas, parámetros bioquímicos y proteoma. Encontramos que las vacas HMP tenían concentraciones más altas de factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1), glucosa, prolactina, insulina y hormona de crecimiento que las vacas LMP. Además, la proteómica plasmática identificó 91 proteínas diferenciales, incluyendo IGF-1 entre los grupos LMP y HMP, y la vía mTOR fue enriquecida. In vitro, el tratamiento con IGF-1 aumentó la expresión de beta-caseína y simultáneamente activó la fosforilación de S6K1 y mTOR en células epiteliales mamarias bovinas. En conjunto, estos datos demuestran las diferencias en hormonas plasmáticas, parámetros bioquímicos y proteoma de vacas con diferentes concentraciones de proteínas de la leche e indican que IGF-1 mejoró la síntesis de proteínas de la leche, asociado con la activación de la vía de señalización mTOR.