奶水中的miRNA有可能会像人乳低聚木糖一样被加上到婴儿

创刊词：

microRNA（miRNA）是一类由 22 个多肽链构成的 RNA 链，存有于被称作外泌体的囊泡中。

以前，大家《肠道产业》早已尤其编译程序了最新一期 Nature Outlook 中关于食物来源于的 miRNA：营养元素以外：奶水绿色植物都带有，进肠入血到人的大脑，啥那么奇特？

今日，大家特别关心这一期 Nature Outlook 中另一篇文章——奶水中的 miRNA。十年前，生物学家就在奶水中发觉了 miRNA 的存有；殊不知十年后的今日，专家仍在试着搞清楚他们怎么会在奶水中存有及其他们是怎样危害身心健康的。

那麼将来，这种来源于奶水的 miRNA 有可能会像人乳低聚木糖一样被加上到婴儿配方奶粉中吗？一起来看一下答案！期待文中可以为有关的产业链人员和各位阅读者产生一些启迪和协助。

纯母乳喂养

奶水是一种惊喜一样的食材，它饱含营养元素和别的对宝宝健康有益的化学物质。一项长期性研究表明，纯母乳喂养很有可能会减少宝宝患上感柒、糖尿病患者和呼吸系统疾病的风险性。

很多专家正忙碌科学研究奶水到底是怎样出示这种维护功效的。

来源于宾夕法尼亚莱斯大学医科院的医生 Steven Hicks 表明：“科学研究工作人员们早已非常好地了解了奶水所带有的营养元素，比如会危害宝宝身心健康的人体脂肪和维他命，可是奶水是由很多生物活性分子结构组成的繁杂化合物，而很多成份的实际功效尚不清楚。”

Hick讲到：“有关奶水及其奶水是怎样出示身心健康好处的知识库系统，仍在持续扩大中，每每大家觉得大家早已弄清楚了这个问题时，一个生物学家便会在这时候出現，表明他发觉了一个不明的或是大家沒有意识到它必要性的分子结构。”

在其中一个案例便是 miRNA——一类由 22 个多肽链构成的短而敏感的 RNA 链，它存有于一种被称作外泌体的具备维护功效的胞外囊泡中。

以前被做为遗传基因废弃物而遭受忽略的 miRNA，如今却做为管控基因的表达的关键人物角色而备受关注。miRNA 根据联接到与之相辅相成匹配的太阳龙宝宝 RNA 链（参加蛋白质合成的 RNA）上，完成对太阳龙宝宝 RNA 的操纵，决策蛋白的生成。

殊不知，直至 2010 年，大家才在甲状腺中发觉了 miRNA 的存有[1]。科学研究工作人员们猜想，这种分子结构在调整婴儿发育层面充分发挥了关键功效，例如免疫功能。假如它是确实，我们可以将 miRNA 加上到宝宝婴儿配方奶粉中，那样奶粉喂养的宝宝就不容易缺少这种身心健康好处。

但在这里以前，科学研究工作人员务必先回应有关这种分子结构的基础难题——包含 miRNA 是不是能在肠胃中生存。

奶水中的 miRNA 很有可能在宝宝的发育阶段中，充分发挥着关键的缓冲作用。

营养元素還是多功能性化学物质？

美国加州大学理查德森校区的微生物科学家 Bo Lönnerdal 花销了几十年時间，科学研究奶水中的生物活性成份。当 Lönnerdal 获知科学研究工作人员们在奶水中发觉了 miRNA 时，他想要知道这种存有于奶水中的分子结构到底干了些什么事情。

他追忆说：“在奶水中出現这种看起来任意的 RNA 精彩片段，肯定是有其缘故的。”

为了更好地表述他们存有的缘故，科学研究工作人员们明确提出了二种基础理论：第一种被称作“营养成分理论”，它觉得 miRNA 仅仅一种便捷的营养物质“包裝”，很像奶水中的一种关键蛋白——血清白蛋白，它在肠胃中可被溶解；第二种被称作“作用理论”，此见解觉得 miRNA 具备调整作用并危害宝宝的基因的表达。

要搞清楚 miRNA 是不是不止是分子结构等级的宝宝食材，一种方式是明确它在消化过程中是不是会被溶掉，也就是说它是不是会“生存”出来并对肠腔和肠腔之外的体细胞造成危害。

在 2017 年，Lönnerdal 和他的朋友们科学研究了这个问题，她们将奶水中带有 miRNA 的外泌体曝露在仿真模拟宝宝肠胃的酸碱性标准下，观查他们会怎样发生改变。

Lönnerdal 说：“他们生存得非常好。”外泌体可维护敏感的 miRNA 不被溶解。该精英团队还发觉，当外泌体与人们体细胞一起孵养时，miRNA 会进到细胞质，进而在细胞质中危害基因的表达[2]。

并并不是每一个人都愿意 miRNA 能够在胃中生存的结果。瑞士苏黎世联邦政府理工大学（ETH Zurich）的科学研究工作人员发觉，在小白鼠的消化系统或血夜中沒有相对分子生物学水准的 miRNA [3]。但有些人觉得，miRNA 很有可能在极低的使用量下依然维持活跃性，并且有进一步的科学研究适用了 miRNA 能够承担酸碱性标准的见解。

为了更好地一劳永逸地处理这个问题，包含 Hicks 以内的科学研究工作人员已经设计方案对于纯母乳喂养宝宝的临床实验。一项着眼于检验宝宝排泄物中详细 miRNA 的科学研究早已在进行中。

鉴别奶水中的miRNA

除开 miRNA 可否生存的难题以外，目前为止，专家现阶段的工作重点主要是鉴别奶水中的普遍 miRNA，及其科学研究他们很有可能会危害什么分子生物学全过程。

第一部分——从奶水样版中分离出来出 miRNA 非常简易，可是以后，Hicks 说：“就很象竞彩游戏了。”

他表述说，一旦科学研究工作人员得到 了一串大概 22 个碱基的 miRNA，她们就可以将其和与之相辅相成的 mRNA 开展匹配。这类 mRNA 很有可能编号一种参加重要微生物全过程（例如免疫功能或基础代谢）的蛋白。

Hicks 说，殊不知，难题是 mRNA 比 miRNA 大很多。因而，一条 miRNA 很有可能搭配 20~50 个 mRNA。专家已经应用手机软件优化算法来减缩她们的結果——取代掉存有一个或2个碱基对匹配有缺憾的搭配，或是检索参考文献来寻找之前报导的特殊 miRNA 和 mRNA 中间的搭配。

依据 2019 年的一项调研，到迄今为止，早已在奶水中发觉了 1400 多种多样 miRNA [4]。一些科学研究早已将奶水中的关键 miRNA 与免疫反应的管控联络起來。

例如，有一篇文章报导，miRNA-148a 在奶水中高宽比表述[5]。这类独特的 miRNA 早已被确认能够抑止肿瘤干细胞中参加繁衍的遗传基因的特异性，这促使创作者推断 miRNA-148a 也许能够维护宝宝不会受到癌病侵蚀。

这篇毕业论文的创作者之一——耶路撒冷 Hadassah 研究中心的 Regina Golan-Gerstl 现阶段已经科学研究包括 miRNA 的外泌体是不是能越过肠胃并根据血夜抵达别的人体器官。

运用莹光标记技术，她的精英团队在小白鼠的肝部和人的大脑中检验出了外泌体，这说明 miRNA 能够抵达人体别的位置的体细胞中去，并很有可能参加调整他们中的基因的表达。而另一项科学研究早已说明，牛乳中的 miRNA 能够抵达小白鼠的肝部和人的大脑[6]。

Hicks 的科学研究工作组发觉，4周孕妇分娩的妈妈的奶水中发觉的 miRNA 与早产儿妈妈的奶水中发觉的 miRNA 并不相同。

科学研究工作人员们发觉，早产儿妈妈的奶水中带有较多的 miRNA，这种 miRNA 和与新陈代谢有关的 mRNA 产生关系[7]。Hicks 说，这说明在早产儿状况下，奶水中的 miRNA 成份发生了转变，进而很有可能协助她的宝宝生长发育得迅速，便于追上一切正常宝宝的生长发育水准。

科学研究还发觉，生下早产婴儿的妈妈生产的奶水带有更浓度较高的的很多微量元素，如蛋白和人体脂肪。

Hicks 说：“这种发觉很有可能会对早产儿宝宝的身心健康造成很有可能的危害。”早产儿宝宝的妈妈有时候不可以纯母乳喂养，由于他们的人体都还没刚开始分泌乳汁。Icu的早产婴儿一般会获得母乳库捐助的奶水，而这种母乳库中存储有4周和早产儿的奶水，但现阶段都还没对捐助的奶水开展4周和早产儿的区别。

Hicks 提议更改这类作法，并提议医师考虑到给早产婴儿出示由早产儿妈妈出示的奶水，那样也许能够对这种宝宝的生长发育造成有利危害。

社会学的挑戰

在 miRNA 和宝宝身心健康中间创建立即的联络很有可能会产生社会学上的挑戰。传统式的临床研究一般包含一个对照实验，这代表着一些宝宝会获得 miRNA，而另一些则不容易。

Lönnerdal 说：“虽然专家不确定性 miRNA 是不是能改进宝宝的身心健康，但难以想像一个伦理委员会会准许一项从一群宝宝中夺走潜在性有利分子结构的实验。”

因此 ，科学研究工作人员们很有可能只是被容许进行观察性研究。2020年 2 月，Hicks 的精英团队征募来到第 185 对母女开展一项临床实验，该科学研究由得克萨斯州弗里蒙特市的非盈利性 Gerber 慈善基金会支助。该科学研究最后列入 200 多对参加者。

此项起源于 2018 年的实验精确测量了奶水、宝宝唾沫和宝宝排泄物中 miRNA 的水准，并不断 12 月之上。它还跟踪了宝宝的身体状况——尤其是她们是不是会出現海鲜过敏、皮肤湿疹或哮喘病等病症。

Hicks 说，他的科学研究工作组已经找寻在历经消化过程后生存出来并高质量表述的特殊 miRNA 与宝宝健 康中间的关联。该工作组的科学研究結果可能是鉴别出危害宝宝身心健康的 miRNA 的第一步。

Hicks 说：“确定 miRNA 的作用机制将必须大量的基础学科。”

他填补道：“如果有直接证据说明 miRNA 是有利的，那麼大家下一步要做的便是在宝宝婴儿配方奶粉中加上这种分子结构。但充分考虑婴儿配方奶粉领域的顾客是宝宝，因而在商品中提升防腐剂将是十分困难的。“

实际上，十多年前，人乳低聚木糖——2'-岩藻糖基乳清蛋白（2 '-focusyllactose）和乳清蛋白-N-新四糖（lacto-N-neotetraose）这二种成份就被证实对宝宝健康有益（包含改进肠道菌群），可是，直至 2016 年和 2017 年他们才各自在国外与在欧州被宣布加上到婴儿配方奶粉中。

Lönnerdal 预测分析，像 miRNA 那样的分子结构将难以被接纳，由于他们的发觉始于癌病科学研究——miRNA 的失衡与一些种类的癌病相关。

“假如你带上了一些 miRNA，很有可能会像许多 爸爸妈妈那般得癌病。”他说道。虽然婴儿配方奶粉工业界在科学研究大会上表述了一些对 miRNA 科学研究的兴趣爱好，可是这种分子结构的销售市场诱惑力很有可能会对其研究内容的管理决策造成危害。

Golan-Gerstl 说，假如婴儿配方奶粉企业决策加上 miRNA 得话，她们能够应用从小动物身体提取这种小分子水。她的精英团队的科学研究结果显示，在奶水中发觉的大概 90% 的 miRNA也一样存有于乳牛和奶羊的奶水中5。

他说：“由于很多人钟爱标识为纯天然的商品，小动物原性分子结构很有可能比人工合成分子结构更非常容易为群众所接纳，并且更有可能得到 准许。”

可是 Golan-Gerstl 说，把 miRNA 运用到秘方中，并不一定是该行业的唯一聚焦点，表明奶水 miRNA 的身心健康好处，就自身来讲，可能是更有使用价值的信息内容，由于她坚信奶水会让我们产生大量意外惊喜。

论文参考文献：

1.Kosaka, N., Izumi, H., Sekine, K. Ochiya, T. Silence 1, 7 (2010).

2.Liao, Y., Du, X., Li, J. Lönnerdal, B. Mol. Nutr. Food Res. 61, 1700082 (2017).

3.Title, A. C., Denzler, R. Stoffel, M. J. Biol. Chem. 290, 23680–23691 (2015)

4.Benmoussa, A. Provost, P. Compr. Rev. Food Sci. Food Safe. 18, 703–722 (2019).

5.Golan-Gerstl, R. et al. Mol. Nutr. Food Res. 61, 1700009 (2017).

6.Manca, S. et al. Sci. Rep. 8, 11321 (2018).

7.Carney, M. C. et al. Pediatric Res. 82, 226–236 (2017).

全文连接：https://www.nature.com/articles/d41586-020-01768-w

创作者｜Tien Nguyen

编译程序｜朱国利

校审｜617