母乳成分影響嬰兒腸道屏障功能的研究進展

張琦敏，倪娓娓，張 欣，李 穎，馬向陽，楊佳杰，李 春，李曉東，李艾黎*

（東北農業(yè)大學食品學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

母乳作為嬰兒出生后6 個月內的完全營養(yǎng)來源，其生物功能與嬰兒健康息息相關。世界衛(wèi)生組織和聯合國兒童基金會建議，在出生后最初6 個月以純母乳喂養(yǎng)嬰兒，并持續(xù)母乳喂養(yǎng)至2 周歲以上。母乳成分對嬰幼兒降低感染和促進嬰幼兒消化道（尤其是腸道）屏障分化成熟的作用已經得到了數十年的研究和探索。近年來，隨著人們對先天免疫機制的不斷認識，母乳成分對多種嬰幼兒疾病的治療作用和對腸道屏障的保護和促進作用得到了進一步研究。

腸道屏障是人體與外部環(huán)境接觸較為廣泛的一個部分（面積達200～300 m2），通過組織、細胞和信號分子對整個機體的先天免疫系統(tǒng)起作用，對宿主防御至關重要。腸道屏障可分為先天免疫和適應性免疫兩大類。其中先天免疫是在嬰兒出生時就存在的，能夠起到部分免疫作用;而適應性免疫系統(tǒng)在嬰兒時期尚未成熟，需要后天的免疫反應不斷形成記憶。如圖1所示，腸道屏障可分為3 個主要組成部分：腸腔內分泌黏液層、腸上皮細胞層和固有層。由杯狀細胞分泌的含抗菌活性蛋白的黏液構成黏液層，提供潤滑和阻隔作用，減少表層與共生細菌的接觸[1];腸上皮細胞層由腸上皮層吸收性細胞、微皺褶細胞（M細胞）、杯狀細胞和潘氏細胞4 種高度分化的腸上皮細胞（intestinal epithelial cells，IEC）構成。IEC層位于黏液層之下，形成一個由連接蛋白固定的物理屏障，能夠在腸道病原體的刺激下啟動細胞外信號傳導和基因轉錄，通過釋放細胞因子和趨化因子，隨后吸引白細胞，產生防御反應;固有層含有許多天然免疫細胞，包括巨噬細胞和樹突狀細胞等[2]，其作用包括抗原的攝取和轉運、誘導T細胞分化、刺激免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）的產生和組織修復。

圖 1 腸道屏障的主要結構Fig. 1 Main structure of the intestinal barrier

嬰幼兒腸道屏障的建立和成熟對后天的健康有巨大影響。新生兒從子宮進入外界環(huán)境并接觸抗原，迫使胃腸道迅速適應，并履行其免疫職責。但是新生兒的適應性免疫系統(tǒng)發(fā)育不全，不能發(fā)揮特異性免疫反應，導致嚴重感染的風險增加。母乳的獨特成分構成涵蓋了嬰兒在出生后6 個月內的所有營養(yǎng)和免疫發(fā)育需求。因此，眾多學者針對母乳成分對嬰兒腸道屏障的影響及其機制展開了廣泛而深入的研究。基于此，本文綜述母乳中的多種生物活性成分在嬰幼兒先天免疫和腸道屏障發(fā)育中的作用機制。

1 母乳低聚糖

母乳低聚糖（human milk oligosaccharide，HMO）是由短鏈和長鏈寡糖結構構成的一類復雜的非共軛聚糖，是人乳中第三大固體成分。人初乳中HMO含量約為20～25 g/L，隨著成熟穩(wěn)定至10～15 g/L，超過蛋白質的總量，比牛乳中低聚糖的濃度高出100～1 000 倍[3]。HMO由5 種單糖組成：半乳糖（galactose，Gal）、葡萄糖（glucose，Glc）、N-乙酰氨基葡萄糖（N-acetylglucosamine，GlcNAc）、巖藻糖（fucose，Fuc）和唾液酸。所有HMO均攜帶一個乳糖（Galβ1-4Glc）殘基，以β-1,3或β-1,6-鍵連接Galβ1-3 GlcNAc（1型鏈）或Galβ1-4 GlcNAc（2型鏈）。HMO的基本結構是巖藻糖基化和或唾液酸化，分別在短鏈寡糖結構和長鏈寡糖結構中形成中性和酸性低聚糖，對糖鏈結構進行進一步修飾。其中，2’-巖藻糖乳糖（2’-fucosyllactose，2’-FL）被認為是含量最豐富的低聚糖，其質量濃度為0.06～4.65 g/L。

自2016年歐盟批準2’-FL與乳糖-N-新四糖兩種HMO作為食品成分以來，關于HMO在嬰兒體內的生物功能等研究得到了廣泛的關注。已有綜述描述了HMO作為益生元促進擬桿菌屬和雙歧桿菌屬的嬰兒腸道環(huán)境內定植[4]，防止致病菌感染的功能[5]。近期研究發(fā)現，HMO在促腸道上皮層成熟及調節(jié)免疫分子表達中也具有重要的生物功能。因此，HMO在促進嬰兒腸道屏障功能中發(fā)揮重要作用。

1.1 HMO促進腸上皮層成熟

HMO具有調節(jié)IEC凋亡、增殖和分化的作用[6]，同時可以改變腸上皮細胞基因表達，導致細胞表面糖原的改變[7]。HMO與IEC表面或向腸腔突出的樹突狀細胞（dendritic cell，DC）表面的聚糖相互作用，促進腸上皮屏障的成熟;或者通過調節(jié)微生物群和隨后產生的短鏈脂肪酸間接影響屏障的完整性[8]。并且，暴露于HMO能夠促進黏膜成熟因子在胎兒腸培養(yǎng)物中的表達。這些結果表明，HMO可能促進腸道成熟，并有助于新生兒胃腸道上皮屏障的完整性。

1.2 HMO影響免疫信號分子

除直接調節(jié)腸上皮細胞分化成熟外，HMO干預先天免疫的分子機制也得到了廣泛的研究。其中，HMO介導凝集素受體和Toll樣受體干預免疫為解釋HMO的免疫影響提供了重要的參考。

1.2.1 HMO干預凝集素信號

凝集素是調節(jié)免疫系統(tǒng)功能的重要生物信息分子，能夠特異地與部分HMO結合而激活或抑制，從而影響凝集素功能和細胞信號傳導。唾液酸結合免疫球蛋白樣凝集素（sialic acid-binding Ig-like lectins，Siglecs）是一類細胞表面受體，可識別多種細胞表面糖結合物的唾液酸殘基。Siglecs通過調節(jié)樹突狀細胞和巨噬細胞產生的細胞因子，抑制細胞活化和增殖，降低免疫細胞功能;并通過影響B(tài)淋巴細胞，抑制調節(jié)T細胞功能。唾液酸化的HMO能夠通過結合Siglecs降低其信號，參與免疫細胞的調節(jié)作用，其機制如圖2所述。Koliwer等在體外實驗中發(fā)現Siglecl-4（髓蛋白相關糖蛋白）與α2,3-唾液酸基乳糖發(fā)生結合，而Siglecl-2（CD22）則與α2,6-唾液酸基乳糖相互作用[9]。

具有調節(jié)免疫反應功能的凝集素還包括半乳糖凝集素（galectins）家族，是由胃腸道免疫細胞和人胃腸道上皮細胞產生的糖結合蛋白。其信號通過與β-半乳糖基的低聚糖的結合發(fā)生變化，參與多種生理和病理過程，包括調節(jié)免疫細胞穩(wěn)態(tài)和炎癥。因此含β-半乳糖基的HMO作為配體結合半乳糖凝集素調節(jié)細胞免疫的分子機制可能作為HMO調節(jié)嬰幼兒先天免疫的另一方向。de Kivit等報道低聚半乳糖能夠通過激活galectin-9驅動輔助性T細胞1（helper T cell，Th1）和調節(jié)性T細胞（regulatory cells，Tregs）極化（通過干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）和白細胞介素（interleukin，IL）-10介導的反應），參與調節(jié)腸上皮細胞的免疫反應[10]。Noll等開發(fā)多糖微陣列鳥槍法進行天然母乳聚糖（包含HMO及非HMO多糖）的糖組學分析，發(fā)現其與galectin（-1、-2、-3、-4、-7、-8、-9）能夠特異性識別和結合[11]。在Kitova等的研究中，galectin-3被證明可以從HMO混合物中識別配體，包括3-唾液酸乳糖、乳糖-N-巖藻戊糖（lacto-N-fucopentaose，LNFP）和乳糖-N-二巖藻己糖[12]。但HMO調節(jié)凝集素信號分子介導的生物功能尚未有明確闡釋。

圖 2 唾液酸化糖復合物影響Siglecs信號Fig. 2 Sialylated glycoconjugate affects siglecs signaling

另外，以DC特異性細胞間黏附分子-3-非整合素（dendritic cell-specific ICAM-3 grabbing nonintegrin，DC-SIGN）為代表的c型凝集素能夠結合HMO，直接與DC相互作用。如2’-FL和3’-FL可以通過與DC-SIGN、凝集素和相關的聚糖結合蛋白特異性結合與DC直接相互作用，因此引導適應性免疫反應向有效的免疫識別和清除病原體方向發(fā)展[11]。

1.2.2 HMO干預Toll樣受體通路信號

HMO調節(jié)免疫的機制還表現在調節(jié)細胞的Toll樣受體（Toll-like receptor，TLR）信號表達中。TLR受體家族由11 個成員組成，在進化歷程中高度保守，在免疫反應中起到重要作用。TLRs通過激活核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等炎癥信號通路和干擾素調節(jié)因子，導致促炎因子的分泌，引發(fā)級聯免疫反應。TLR在人胎腸上皮細胞中過表達，且TLR負反饋調節(jié)基因表達不足。因此，胎兒組織未成熟的腸黏膜容易對促炎刺激反應過度，增加嬰兒腸炎癥性疾病的風險[13]。

如圖3所示，特定的HMO結構已經被證實可以調節(jié)TLR表達，如唾液酸內酯、半乳糖基乳糖或LNFP III可能是TLR的配體。例如，TLR-3信號似乎被α3-半乳糖基HMO特異性抑制，3’-FL、2’-FL能夠調節(jié)TLR-3并產生抗炎作用;此外，2’-FL通過抑制TLR-4緩解炎癥反應[14]。

圖 3 調節(jié)TLRs的母乳成分[14-20]Fig. 3 Human milk components that modulate Toll-like receptors[14-20]

2 母乳脂質

傳統(tǒng)意義上，乳脂提供了嬰兒所需50%的熱量，是母乳中主要的供能物質[21]。母乳是一種天然的水包油乳劑，而乳脂肪球（milk fat globule，MFG）是其中一個重要的組分，因其高度復雜的結構和變量組成在嬰兒配方奶粉中難以合成。母乳脂肪球的成分和結構十分復雜，在嬰兒免疫發(fā)育、新陳代謝和消化吸收過程中具有重要的生物活性，近50余年來，學者們圍繞其結構、形成路徑和功能開展了大量的研究。近年來，許多動物和臨床實驗證實了母乳脂肪球和長鏈多不飽和脂肪酸在腸道屏障功能方面的重要作用。

2.1 母乳脂肪球膜

MFG的形成始于三?；视停╰riacylglycerols，TAGs）構成的乳脂微粒，乳脂微粒從乳腺肺泡上皮細胞的內質網中通過泌出，形成包圍磷脂單層的胞質脂滴（cytoplasmic lipid droplets，CLD）。遷移CLD的上皮細胞以胞吐的形式將其傳遞到母乳中，同時為CLD進一步增加外圍雙分子層，形成成熟的脂肪球膜（membrane of MFG，MFGM）。

MFGM含有多種成分（主要是極性脂類、蛋白質、中性脂類和RNA等微量成分），其功能是將油脂穩(wěn)定為乳化的小脂肪球。MFGM的主要組成部分是膜磷脂，即甘油磷脂，包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇[22]，以及鞘磷脂（sphingomyelin，SM）[23]。

SM是MFGM中占主導地位的鞘脂類物質，與奶畜乳相比，SM在人乳中的含量要高得多。在嬰幼兒消化道中，SM消化產生神經酰胺、鞘氨醇和鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）。這些化合物都是鞘脂類合成和降解過程中的代謝中間體，具有調控細胞生長、分化、凋亡和免疫細胞遷移等生物活性。如神經酰胺是細胞內通路介導的具有多種信號功能的生物活性化合物;S1P是質膜G蛋白的良好偶聯受體。

2.1.1 母乳脂肪球膜促進腸道上皮層發(fā)育

母乳脂肪在促進新生兒腸道發(fā)育中有重要價值，它提供細胞膜基本結構和作為細胞生長的信號分子在腸道屏障中遷移[24]。其中，MFGM在促進腸道結構發(fā)育和腸道上皮細胞分化中起到重要作用。Motouri等報道添加MFGM類似物的配方奶粉在幼鼠腸道中改善上皮細胞增殖和分化，進而加速腸道發(fā)展和改善腸道黏膜結構，對緊密連接蛋白的表達水平方面的影響與母鼠飼養(yǎng)的幼鼠相似[25]。Snow等的研究表明，在斷奶后給小鼠喂食富含MFGM的食物，可以通過加強黏膜屏障防止脂多糖誘導的腸道炎癥[26]。

MFGM是極性脂質載體，其消化產物對新生兒腸的形態(tài)和功能發(fā)育至關重要。MFGM是神經節(jié)苷脂進入新生兒腸道的唯一來源，降低幼鼠腸細胞膜膽固醇與神經節(jié)苷脂的比值[27]。神經節(jié)苷脂可以被腸黏膜吸收利用，并起到改變膜的流動性和腸細胞的通透性的生物功能，修飾IEC的刷狀緣[27]。對剛斷奶的幼鼠進行神經節(jié)甘脂飲食干預時觀察到腸道上皮細胞的形態(tài)變化[28]。神經節(jié)苷脂可以阻止炎癥前刺激破壞腸細胞間緊密連接的完整性，給大鼠喂食神經節(jié)苷脂可以防止脂多糖刺激細胞導致緊密連接蛋白的減少[29]，對于控制腹瀉、感染、過敏原滲透和營養(yǎng)不良非常重要。

MFGM在調節(jié)炎癥細胞因子方面也具有生物活性。神經節(jié)苷脂可通過降腸道細胞的膽固醇含量[30]，破壞膜微區(qū)結構，抑制促炎因子的生成。在動物實驗中，神經節(jié)苷脂被報道抑制炎癥激活的腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和IL-1β高表達。體外實驗中也有類似的結果，神經節(jié)苷脂在低氧條件下，可減少體外培養(yǎng)暴露于脂多糖的嬰兒腸道中IL-6和IL-8的生成。

MFGM對腸道屏障發(fā)育的功能還表現在SM及其代謝產物對嬰兒腸道血管系統(tǒng)的促進功能，以滿足胃腸道發(fā)育時期的高代謝需求，從循環(huán)方面影響腸道的成熟。其中，S1P在血管系統(tǒng)發(fā)育中的作用已經得到了較廣泛的研究。例如，S1P激活Akt信號通路通過內皮細胞遷移和形態(tài)發(fā)生啟動血管生成[31]，并通過上調黏附連接增加血管屏障功能。

2.1.2 母乳脂肪球膜調節(jié)固有層細胞免疫

SM及其代謝產物在調節(jié)免疫信號分子及細胞免疫中的重要價值已經被部分研究證實。在細胞免疫過程中，B細胞產生IgA的過程受到S1P信號和S1P受體1（S1P receptor-1，S1P1）的調控表達;參與產生先天免疫系統(tǒng)非特異性抗體的腹膜B1細胞需要S1P和S1P1的結合才能遷移到腸道上皮細胞;上皮內T淋巴細胞某些亞型的出現依賴于S1P;S1P還參與T淋巴細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞和肥大細胞的遷移[32]（T細胞遷移過程見圖4）。因此S1P與新生兒的腸道免疫成熟密切相關，有助于改善新生兒（尤其是早產兒）淋巴細胞過少、巨噬細胞和樹突狀細胞功能不全的細胞免疫環(huán)境[33]，但目前鮮有報道證實母乳中SM代謝產生的S1P能夠直接改善新生兒腸道免疫。

圖 4 S1P/S1P1在T細胞遷移中的作用[34]Fig. 4 Role of sphingosine-1-phosphate (S1P)/S1P receptor-1 in T cell migration[34]

不同于SM和糖基神經酰胺依賴于膽鹽進行溶解，神經節(jié)苷脂由于其唾液酸含量高，可直接溶于水并形成混合膠束，并可能穿透黏液層，與病原體和刷狀緣相互作用。神經節(jié)苷脂對免疫成熟的影響，表現在對T細胞分化和IgA表達的影響，對脂多糖引起的腸炎癥和壞死（如新生兒壞死性結腸炎）具有保護作用[35]。

2.2 多不飽和脂肪酸

TAG的主要水解產物為脂肪酸，其生理功能主要由必需脂肪酸和長鏈多不飽和脂肪酸（long chain polyunsaturated fatty acids，LC-PUFA）體現，即亞油酸（C18:2n-6）和α-亞麻酸（C18:3n-3）的伸長和進一步去飽和衍生物。人乳n-6側的主要定量LC-PUFA為亞麻酸（C20:3n-6）和花生四烯酸（C20:4n-6）（arachidonic acid，AA），對應的n-3側為二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）（C20:5n-3）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）（C22:6n-3）。

LC-PUFA（特別是AA與EPA）能夠調節(jié)臍帶血細胞因子、調節(jié)性T細胞和TLR功能，干預嬰幼兒先天免疫。LC-PUFA對炎癥和免疫的影響有兩種機制——細胞膜結構的改變和二十烷酸生產的調節(jié)，兩者都是由炎癥和免疫細胞膜內磷脂的脂肪酸組成的改變驅動的。首先，EPA和DHA的高度不飽和性質意味著它們有可能對免疫細胞的細胞膜秩序產生顯著影響?；ㄉ嵫苌?，即類二十烷酸，在炎癥和免疫細胞中起到炎癥信號分子的功能，一些脂肪酸影響免疫細胞的反應可能是由于影響類二十烷酸的產生。EPA和DHA被免疫細胞利用的過程會消耗AA，因此就降低了激活炎癥和免疫調節(jié)的類二十烷酸底物含量，以此減輕機體炎癥反應[36]。

3 母乳蛋白

母乳蛋白大致可分為三大類：酪蛋白、乳清蛋白和黏蛋白（mucins，MUC）。酪蛋白和乳清蛋白在泌乳過程中所占比例最大，而MUC多為脂肪球膜蛋白，在母乳中所占比例較小。人乳蛋白在嬰幼兒體內除了營養(yǎng)作用外，還發(fā)揮多種生理功能，如促進脂肪和碳水化合物吸收、參與免疫功能、降低感染、參與激素調節(jié)等。酪蛋白和乳清蛋白在嬰兒消化道內會發(fā)生水解，產物活性肽具有多種生物活性。關于母乳活性肽的功能特性已經有數十年的研究歷史，其對腸道屏障及先天免疫的影響已經得到較深入的認識[37]，此外，乳鐵蛋白作為母乳中主要的抗菌物質，其在嬰兒免疫反應中的功能和作用機制已有文獻進行綜述[38-39]。而近年來，以骨橋蛋白（osteopontin，OPN）、乳凝集素、細胞因子和MUC等為主的活性蛋白對嬰兒腸道屏障功能的影響逐漸得到關注和認可，在下文中將對其影響腸道屏障的功能及機制進行綜述。

3.1 骨橋蛋白

OPN是一種參與生理和病理生理過程的分泌蛋白，在人體腎、腦、骨髓、內皮細胞等組織中大量存在[40]，在母乳中含量豐富，約占蛋白質的2.1%，但其對嬰兒的生物功能直到近年來才引起關注。OPN在母乳中質量濃度約為138 mg/mL，和牛乳中（18 mg/mL）差異巨大，為配方粉的母乳化提供了新的參考。OPN是一種帶負電的高磷酸化的糖蛋白，n-鏈糖蛋白介導細胞基質相互作用和細胞信號傳導[41]。OPN由一個拷貝基因編碼，在轉錄過程中，OPN可以進行選擇性剪接，產生3 個剪接變體：OPN a（全長亞型）、OPN b（缺乏外顯子5）、OPN c（缺乏外顯子4）[42]。此外，OPN還可以通過磷酸化、O-糖基化和蛋白水解過程產生多種亞型。OPN亞型具有組織特異性，不同細胞類型或不同條件下表達的OPN具有不同的功能[43]。

OPN具有抗病原體感染的生物活性。Taniguchi等發(fā)現OPN敲除乳鼠比野生型乳鼠更容易受到輪狀病毒感染，并在感染后表現出更嚴重和持久的腹瀉現象[44]。在抑制細菌感染方面，OPN被證明可以直接與細菌結合并增強巨噬細胞的吞噬作用;通過與細菌細胞表面結合減少牙齒生物膜的形成[45]。這表明，母乳中的OPN還可以通過與入侵的病原體直接相互作用，在免疫防御中發(fā)揮更直接的作用。

OPN在固有層細胞免疫反應中起到重要作用，是調節(jié)Th1/Th2平衡免疫反應的關鍵細胞因子。OPN可誘導Th1細胞因子IL-12的表達，抑制Th2細胞因子IL-10的產生，進一步研究發(fā)現，OPN磷酸化是誘導IL-12表達的必要條件[46]。因此，母乳OPN可以通過誘導Th1免疫反應來預防嬰兒感染。這與母乳喂養(yǎng)嬰兒與配方奶粉喂養(yǎng)嬰兒在接種麻疹、腮腺炎和風疹疫苗后誘導Th1樣反應的觀察差異有關[47]。此外，牛乳和人乳OPN在嬰兒胃液中37 ℃消化1 h后均能保持活性，表明嬰兒攝入乳源OPN可促進嬰兒腸道黏膜表面Th1方向的免疫系統(tǒng)極化[48]。

3.2 乳凝集素

乳凝集素也稱為乳脂球-表皮生長因子8（MFG epidermal growth factor-8，MFG-E8）或EGF樣重復序列分泌蛋白，屬于分泌ECM糖蛋白家族。在大多數物種中，MFG-E8以53 kDa和66 kDa兩種剪接變異形式出現，含有一個O-糖基化的脯氨酸/蘇氨酸豐富肽鏈[49]。MFG-E8可以被活化的巨噬細胞、上皮細胞、未成熟樹突狀細胞、泛肌細胞和角質形成細胞表達和釋放，分子質量小的MFG-E8主要在部分組織或器官（汗腺、膽管）和體液（血清、尿液、腦脊液）中表達[50]，分子質量大的MFG-E8亞型主要存在于哺乳動物的乳脂球膜中，由乳腺上皮細胞分泌[49]。

MFG-E8在吞噬作用初始化中的作用已在許多研究中得到證實。Xie Rui等研究發(fā)現MFG-E8在急性早幼粒細胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia，APL）細胞吞噬和促凝血及溶解纖維蛋白活性中的作用，MFG-E8預處理的APL細胞比單核細胞來源的巨噬細胞和內皮細胞具有更強的吞噬作用，同時凝血酶和纖溶酶顯著降低[51]。吞噬作用在細胞免疫中具有十分重要的作用，如果吞噬作用不成熟，凋亡細胞不能被適當地清除，將導致繼發(fā)性壞死，增加病原體感染概率。MFG-E8調節(jié)吞噬能力的病理機制已經在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中被觀察到，其中MFG-E8水平較高的患者具有較強的免疫反應和較高的炎癥生物標志物水平;MFG-E8濃度較低時，吞噬作用呈劑量依賴性增加，但超過最佳水平后，作用向抑制吞噬轉移[52]。

此外，MFG-E8在促嬰兒免疫發(fā)育的作用還體現在其促進血管組織發(fā)育，增強血液循環(huán)作用。MFG-E8在血管組織（動脈、毛細血管的主動脈、內皮細胞、平滑肌細胞以及腫瘤血管周圍）中均有表達[53]。Hidai等證實了與MFG-E8的C2結構域具有同源性的蛋白發(fā)育性內皮細胞位點-1（developmental endothelial cell site-1，Del-1）是αVβ3整合素受體的配體，能夠促進胚胎血管重構和內皮細胞黏附，MFG-E8可能是血管生成的一種潛在調控因子[54]。

3.3 細胞因子

在過去的20 年里，在母乳中發(fā)現了多種細胞因子，主要包括轉化生長因子-β（transformed growth factor-β，TGF-β）、IL-4、IL-5、IL-13、IL-10、IL-6、IL-1β、TNF-α、IFN-γ等。母乳中細胞因子的主要來源是乳腺上皮細胞或母乳中的免疫細胞，此外還有通過乳母體循環(huán)進入母乳的細胞因子。目前對于新生兒免疫系統(tǒng)和腸道屏障的發(fā)育影響研究廣泛的細胞因子主要有TGF-β、IL-10、IL-6等，其對嬰幼兒免疫應答的積極影響已經得到了普遍認可。

體外和體內動物實驗表明，乳源性細胞因子在腸上皮細胞增殖和修復中發(fā)揮重要作用，對于腸道屏障的成熟是必不可少的，如TNF[55]、IL-10[56]和IL-6[57]。此外，TNF和TGF-βl對IECs具有抗凋亡影響[55,58]。從腸道通透性來說，IL-10具有增強腸道的完整性和緩解IFN-γ的屏障破壞效果，并且IL-10受體1基因缺失型小鼠腸道通透性顯著增加[59]。Kuhn等的一項研究顯示IL-6缺失小鼠腸道上皮屏障蛋白表達降低，黏液層變薄，提示IL-6在腸道完整性中發(fā)揮作用[60]。

3.4 黏蛋白

MUC在MFGM中含量豐富，是一種分子量較大的糖蛋白，其典型分子質量為200～2 000 kDa，母乳中MUC1和MUC4豐度最高。MUC蛋白具有高度糖基化的細胞外結構域，這使得它們對消化有抵抗力，并有可能成為病原體的誘餌。MUC1和MUC4在胞間和胞外基質相互作用、細胞信號傳導特性中發(fā)揮重要的生物學作用[61]，參與嬰幼兒的腸道黏膜免疫調節(jié)。

MUC是成年人消化道大量分泌的一類蛋白，在消化道中不會被分解利用，但對于消化道黏膜免疫起到重要作用。嬰幼兒胃腸道屏障發(fā)育不完善，不能自發(fā)產生MUC提供有效的黏膜免疫屏障，因此母乳中MUC是抗消化道感染、調節(jié)免疫的重要組分。

MUC也具有抗病原體黏附的調節(jié)功能，其降低幽門螺旋桿菌感染的作用已經得到了證實。幽門螺桿菌菌體產生的BabA和SabA黏附素，與MUC1具有強烈的親和性，能夠結合并從胃細胞分離脫落。因此，MUC1通過空間位阻抑制與細胞表面的黏附來保護上皮細胞不受非MUC1結合細菌的侵襲，并通過充當可釋放的誘餌來防止MUC1結合細菌的侵襲[62]。

抑制致病菌的生長和感染能力是MUC抗消化道感染的另一機制。在母乳濃度下，MUC1和MUC4能夠抑制兩種靶細胞類型的沙門氏菌侵襲，并以劑量依賴的方式抑制沙門氏菌對上皮細胞的侵襲[63]。

MUC能夠通過介導TLRs調節(jié)嬰幼兒先天免疫，MUC1是TLRs的負向調控因子。Ueno等證實MUC1可能通過抑制TLR5信號通路起到抗炎作用，在各種病原菌的感染和炎癥過程中發(fā)揮重要作用[19]。進一步實驗表明，MUC1通過髓樣分化初級反應基因88適配器蛋白介導TLR3炎癥信號通路的表達，抑制下游促炎細胞因子的表達和釋放，減少細胞凋亡[20]。

4 microRNA

自1993年被首次發(fā)現以來，microRNA（也稱為miRNA）已經被普遍認為是人類、動物和植物轉錄后基因表達的關鍵調控因子。miRNA是指一類從細胞、組織和體液中分離到非常小的非編碼RNA（長度約為22 個核苷酸），通過與mRNA靶標結合發(fā)揮作用，能夠抑制mRNA轉化為蛋白質，或促進mRNA降解，發(fā)揮抑制靶基因表達的功能。miRNA調控哺乳動物的免疫系統(tǒng)，其功能包括調節(jié)T細胞和B細胞的發(fā)育[64]，釋放炎癥介質[65]，中性粒細胞和單核細胞的增殖，樹突狀細胞和巨噬細胞[66]的分化。母乳中含有豐富的miRNA，部分miRNA已經被證實能夠在胃腸道中保持活性并調節(jié)基因，如在母乳中存在的牛奶miRNA、miR-182和miR-200已經被證明能夠在成人胃腸道中發(fā)揮負反饋調節(jié)的作用[67-68]。因此，闡明母乳miRNA在母乳喂養(yǎng)期間對嬰兒的命運和功能，以及在此期間產生的任何長期影響，將是非常有意義的。

表 1 免疫相關的miRNA母乳中的表達和功能Table 1 Expression and functions of immune-related miRNAs in human milk

母乳中的大多數miRNA的主要功能都是參與免疫調節(jié)反應，而且這些miRNA的含量尤其豐富，其中部分miRNA在母乳中的分布和功能見表1。miRNA參與了免疫系統(tǒng)的幾種機制，如調節(jié)B和T細胞的分化和發(fā)育，以及先天和適應性免疫反應。此外，miRNA在自身免疫性疾病如炎癥性腸病中發(fā)揮關鍵作用，調節(jié)這些疾病的發(fā)生或預防[69]。miR-17和miR-92家族在母乳中表達水平較高并具有調節(jié)單核細胞發(fā)展以及B和T細胞的分化和成熟的功能[70]，在生命的早期免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。母乳富含B細胞發(fā)育相關的miRNA，如miR-155等，可能在嬰兒體內誘導B細胞分化[71];另一方面，被認為是B細胞抑制因子的miR-150在母乳中含量低于成人機體[72]。Zhou Qi等在母乳外泌體中發(fā)現了大量的miRNA，在10 個最豐富的miRNA中，有4 個與免疫功能相關，包括miR-148a-3p、miR-30b-5p、miR-182-5p、miR-200a-3p[73]。其中，miR-30b-5p已知可誘導免疫抑制，降低免疫細胞活化[74]，miR-182-5p可誘導T細胞介導的免疫反應[75]。

5 結 語

母乳的成分復雜且個體差異很大，同一個體不同哺乳時期的母乳成分也不相同，這為母乳成分對嬰幼兒生理功能研究增加了許多障礙。但母乳成分免疫功能的研究，對于提高人類哺乳生物學知識的了解，深入認識嬰兒腸道屏障和免疫功能成熟，優(yōu)化配方乳粉的生物功能是至關重要的。目前，HMO、母乳脂質、母乳蛋白及miRNA為主的分子降低感染和促進腸道屏障功能已有較深入的認識，但其分子機制尚未闡明，需要進一步的研究。