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母乳是人类生命早期最重要的营养来源之一,提供了婴幼儿生长发育所需的全部营养成分,其中蕴含着的多种免疫成分,在婴幼儿免疫系统发育的过程中发挥着重要作用。
母乳中含有很多免疫相关的成分,如乳铁蛋白、核苷酸等,这些物质可通过抗微生物、免疫调节、促进肠道发育等来发挥其健康效应。与此同时,母乳衍生的细胞外囊泡、外泌体和微小核糖核酸(microRNA,miRNA)因其转移到婴幼儿体内的潜力,以及在婴幼儿生长发育中起到的作用而受到越来越多的关注。
母乳中的miRNA及其在婴幼儿体内的转运途径
miRNA是一种由18~25个核苷酸组成的非编码短链RNA。作为转录后调控的核心调节因子,miRNA参与细胞和组织的发育、分化、增殖和代谢[1]。目前已知的miRNA有成千上万种,很多细胞外miRNA被用作诊断疾病和判断预后的理想生物标志物[2]。
母乳中含有丰富的RNA和miRNA,其中的miRNA在婴幼儿免疫系统的各个方面发挥作用。母乳中有近1400种不同种类的miRNA,它们在乳腺中合成,作为游离分子存在于乳汁中,并被包裹在乳汁外泌体和乳脂肪球等囊泡中。miRNA通过哺乳转运到婴幼儿的肠道,在外泌体等物质的保护下,在婴幼儿胃肠道消化系统中保持完整,并被肠上皮细胞吸收。被肠上皮细胞吸收的miRNA通过血液循环到达各个组织和器官,发挥免疫保护等多种生物学功能[1]。
母乳中miRNA在不同泌乳阶段的表达及其影响因素
母乳中的miRNA在哺乳期不同阶段的表达具有差异性,例如,哺乳6个月后miR-181a和miR-155的表达水平显著下降[3]。在一项涉及33个配对样品(2~5天初乳和约3个月成熟乳)的研究中,初乳乳清部分中miRNA的总浓度为87.78ng/μL±67.69ng/μL,显著高于成熟乳清部分(33.15ng/μL±32.77ng/μL)[4]。有研究显示,与成熟乳miRNA表达组分相比,初乳中有49种miRNA表达水平有差异,67种miRNA是初乳中特有的表达[5]。
喂养前后,miRNA的含量会随着母乳喂养期间乳汁分泌量的变化(如细胞和脂肪含量增加)而改变。其中,喂养后母乳中的miRNA含量和组成比例较高。这可能由于哺乳期间的细胞更新、上皮细胞向乳通道的迁移和乳合成过程使得总细胞数及脂肪含量等相关成分在喂养后升高,进而使母乳中的miRNA增加[6]。
值得注意的是,妊娠期的高脂饮食可以改变miRNA的表达。分析表明,食物摄入改变导致的miRNA表达变化可能影响母亲或新生儿的代谢通路。高半乳糖和葡萄糖饮食对母亲乳汁中的miRNA种类没有显著影响。然而,与高碳水化合物饮食相比,高脂饮食下miR-27和miR-67的表达显著升高,这表明母乳在母乳喂养的婴幼儿中具有良好的表观遗传潜力[7]。母乳中miRNA表达类型和数量不是一成不变的,这种变化是母亲基于环境变化对婴幼儿基因表达的动态调控。母乳喂养还增强了婴幼儿对食物供应变化的适应能力,对婴幼儿的成长发育有益[8]。
miRNA对婴幼儿免疫发育的影响及其相关机制
母乳中的miRNA在婴幼儿早期的免疫系统成熟中起重要作用。一些研究结果表明,miRNA与先天性和适应性免疫应答之间存在关系。研究发现,母乳中的miRNA影响婴幼儿T细胞和B细胞的发育、中性粒细胞和单核细胞增殖、炎症介质的分泌和巨噬细胞分化[6]。
图1.母乳衍生的miRNA在先天和获得性免疫中的免疫调节作用[6]
在哺乳动物免疫系统中,miRNA已成为一种基本的调节因子,一旦失调可能会导致免疫紊乱或恶性肿瘤等情况发生。例如,在母乳中发现的高浓度的miR-92和miR-17,在调节单核细胞发育以及B细胞和T细胞的成熟和分化中起到一定作用[9]。此外,还有很多miRNA在调节中起着重要作用,如miR-30b-5p可提高细胞侵袭能力和增加免疫抑制作用,miR-182-5p可增强T细胞介导的免疫反应,而miR-200a-3p与霍奇金淋巴瘤的发生呈负相关[10]。
小结
母乳是一个复杂而精妙的生物体系。它是婴幼儿最合适的营养来源,在早期免疫的形成中是必不可少的。每种成分都能独立直接地对人体健康产生积极影响,如早期人体免疫和疾病预防。miRNA作为参与免疫调节的重要组成部分,可以直接从母乳中获得,更说明了母乳的不可替代性。
目前,母乳中的许多免疫成分及其与婴幼儿健康的关系尚未得到充分的阐释,正在积极研究。相信母乳研究的纵深发展,能为预防及诊治免疫类疾病提供新的思路和方法,也为婴幼儿的生长发育和人类健康提供更好的科学支持。
参考文献: