乳用细胞如何随时间变化在哺乳期妇女吗?

第一次,麻省理工学院的研究人员已经进行了大规模、高分辨率的研究细胞的乳汁,使他们能够跟踪这些细胞是如何随着时间而变化的乳母。

通过分析人类母乳产生在分娩后三天,近2年之间,研究人员能够识别不同的乳腺细胞中基因表达的变化。这些变化与激素水平等因素有关,母亲或婴儿的疾病,母亲开始避孕,婴儿开始日托。

“我们能够把这个长远的哺乳,其他的研究还没有完成,我们表明,牛奶对改变在整个哺乳期,即使经过多年的牛奶产量,“说布列塔尼商品,前麻省理工学院博士后现在工程达特茅斯学院的助理教授,这项研究的资深作者之一。

研究人员希望他们的研究结果将更深入的研究奠定了基础的母乳会随着时间而改变。这样的研究可能最终产量的新方法提高母亲的牛奶产量或改善婴儿配方奶粉的成分。

邦妮·伯杰,西蒙斯麻省理工学院的数学教授、计算和生物组织的计算机科学与人工智能实验室(权力),这项研究的资深作者,亚历克斯Shalek,化学在麻省理工学院的副教授,医学工程和科学研究所的一员(ime);科赫研究所综合癌症研究;雷根研究所MGH正是从麻省理工学院和哈佛大学;和广泛的哈佛和麻省理工学院。

麻省理工学院研究生萨拉尼奎斯特是论文的第一作者,这篇发表在本周美国国家科学院院刊》上。

细胞的变化

人类乳腺会产生一天超过一公升的牛奶,在分娩后几个月或几年。研究乳腺细胞如何完成这一壮举在人类身上很困难,因为组织本身不能检查或哺乳期间访问。然而,最近的研究表明,母乳包含许多乳腺细胞,提供非侵入性的方式来研究这些细胞。

在这项研究中,麻省理工学院的团队收集了15哺乳期妇女的母乳样本。每个捐赠者提供的样品在多个时间点,从产后三到632天。研究人员也收集信息关于健康和生活方式的改变,发生在整个泌乳期。

研究人员从50个样品分离出48000多个细胞和分析使用单细胞RNA-sequencing,技术可以确定哪些基因被表达在细胞在一个给定的时刻。这个分析显示10——人口成纤维细胞类型的细胞,两种类型的上皮细胞,和七个类型的免疫细胞。

超过一半的他们发现巨噬细胞的免疫细胞。这些细胞似乎表达基因,使乳腺更宽容的牛奶蛋白质产生,这样它们就不会引发免疫反应。研究人员还发现B细胞的数量,T细胞和其他免疫细胞,但它们的数量太小了做任何功能的深入研究。

到目前为止最丰富的细胞,他们发现lactocytes,上皮细胞的一种。这些细胞表达了许多基因发现母乳中蛋白质,如乳白蛋白,以及需要转运蛋白分泌牛奶蛋白质,微量元素、母乳脂肪和其他组件。

lactocytes中,研究人员发现一个集群的细胞似乎是牛奶的主要生产商,而另一个,在乳腺的结构作用。这些细胞类型可分为亚型,研究者假设可能是专门为特定的角色。

随着时间的推移,研究人员发现,lactocytes参与牛奶产量的比例下降,而参与支撑结构比例上升。同时,在应对催乳激素基因变得活跃的乳用lactocytes但在结构性lactocytes下降。研究人员推测,这些变化可能与改变婴儿的营养需求增长。

“这项研究,以及一些其他的研究,为映射铺平了道路,更好地理解的一些途径,这些细胞用来完成大量的工作,他们做,“商品说。

牛奶的成分

研究人员还发现母乳中细胞的组成之间的联系和活动,比如婴儿开始去托儿所,起动公式,或者母亲开始使用激素避孕。

“显然有母乳的成分变化,这些生活方式和健康相关变化,如婴儿疾病或母亲荷尔蒙避孕,”尼奎斯特说。“这些变化在哺乳期不一定产生积极或消极影响别人的健康,但是他们确实发生,他们可能会引导我们深入了解乳腺上皮细胞生产牛奶和组件,它们可能产生的类型。”

研究人员现在希望做更大规模的研究,可以帮助他们找到更强的环境因素之间的联系和牛奶成分,并发现更多关于牛奶自然会随着时间而改变。这可能最终帮助科学家设计出更好的婴儿公式或创建公式适应不同阶段的初级阶段。研究人员也希望找到方法帮助哺乳期妇女提高牛奶产量或慢下来当婴儿断奶。

其他后续研究可以探索将如何影响牛奶成分和乳房健康,或如何预防乳腺炎等疾病。

“这真的通过构建高分辨率的理解哺乳的多样性随着时间的推移,它给了我们一种不仅理解哺乳,但它也给我们提供了一组数据和工具能够工程师更好的解决方案来改善生活质量的母亲,特别护理时,“商品说。

参考:尼奎斯特SK,高P,海宁TKJ, et al。细胞和转录多样性的人类哺乳。PNAS。2022;119 (15):e2121720119。doi:10.1073 / pnas.2121720119

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