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    2020年,伊利与荷兰瓦赫宁根大学合作的研究首次揭秘中国妈妈初乳成熟乳中乳清蛋白N-聚糖及其动态变化,相关文章发表于权威SCI期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry (IF:4.192)上。此研究为国内乳品及婴配粉企业中,首个针对中国母乳N-聚糖结构与组成的报道研究成果对于指导未来婴幼儿配方奶粉的研发创新具有重要科学意义

 

研究新发现

 

1从7位中国母亲的初乳和成熟乳中发现了66种不同结构的N-聚糖

2详细阐明了不同母亲母乳间单个N-聚糖类型水平及随泌乳期的变化规律并测定了人乳中N-聚糖的相对丰度

3揭示了不同分泌型母亲母乳中N-聚糖随泌乳期的变化规律有所不同

 

研究背景

 

    据报道,70%的母乳蛋白质都具有糖基化特点。蛋白糖基化通过影响乳清蛋白的结构及稳定性,从而影响新生儿免疫功能。N-聚糖是指通过氮原子粘附至蛋白质天冬酰胺残基的低聚糖,母乳中的多种功能性蛋白,包括乳铁蛋白、免疫球蛋白、血清白蛋白所含的聚糖主要为N-聚糖。

 

    N-聚糖的类型和水平此前已见报道,但尚无研究详细阐明不同母亲母乳间各N-聚糖的类型、水平及其动态变化。此外,岩藻糖基转移酶(FUTs)基因决定了母亲的分泌型基因类型,但分泌型基因类型与N-聚糖的相关性未见报道。本研究旨在分析和比较7位分泌状态不同的中国母亲的初乳(第1周)和成熟乳(第4周)中N-聚糖类型和含量的个体差异

 

研究方法

 

    从母乳血清蛋白中释放和分离N-聚糖,通过固相萃取纯化,并通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)进行N-聚糖的鉴定。详细的研究方法见图1。

 

图1. 研究方法示意图

 

研究结果

 

    从7位中国母亲的初乳、成熟乳样本中,共检测出66种N-聚糖,比之前文献中报道的数量要多,其中15种为首次被分析检测并报道。66种N-聚糖中,17%为酸性N-聚糖、83%为中性N-聚糖,56%为岩藻糖基化N-聚糖、44%为非岩藻糖基化N-聚糖(表1)。

 

表1. 7位中国母亲的初乳、成熟乳样本中检测到的66种N-聚糖总览

 

    各N-聚糖的类型、产量在5位分泌型母亲和2位非分泌型母亲间存在明显差别:分泌型母亲母乳的中性非岩藻糖基化和中性岩藻糖基化N-聚糖在哺乳期分别升高和降低而在非分泌型的母亲母乳中未发现此动态变化模式(图2)。

 

图2. 来自不同分泌型母亲的母乳中酸性和中性(非岩藻糖基化和岩藻糖基化)N-聚糖的总含量

 

    在个体水平上观察哺乳期间N-聚糖在类型和水平上的差异,可观察到不同母亲母乳间N-聚糖的组成类型含量水平具有较大差异。如图3所示,N-聚糖16和N-聚糖25在2号的初乳中最丰富。4号妈妈初乳中最丰富的则是N-聚糖33。

 

图片

图3. 2号和4号母亲母乳中N-聚糖种类、含量(有糖型结构标记的为15种含量最丰富的N-聚糖)

 

研究结论

 

    本研究分析7位哺乳期母亲乳汁中的N-聚糖谱,提供了随着时间的推移母乳中单个N-聚糖的详细信息,填补了相关领域的空白。

 

    个体间N-聚糖的种类、含量及随泌乳期变化趋势存在明显差异,丰度较低的N-聚糖和相对丰度较高的N-聚糖均值得关注。

 

    分泌型母亲乳汁中的中性非岩藻糖基化N-聚糖水平随泌乳期间增加,而岩藻糖基化N-聚糖水平则随泌乳期间减少。非分泌型母亲的乳汁则未观察到这种规律。

 

参考文献:

[1]Elwakiel M, Bakx EJ, Szeto IM, et al. Serum protein N-glycans in colostrum and mature milk of Chinese mothers[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2020, 68(25): 6873-6883. doi: 10.1021/acs.jafc.0c02161
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