人乳血清蛋白质组在哺乳期的动态重塑:一项足月和早产母亲配对两阶段DIA蛋白质组学研究

Dynamic Remodeling of the Human Milk Serum Proteome Across Lactation: A Paired Two-Stage DIA Proteomic Study in Term and Preterm Mothers

作者信息Nina Mól, Magdalena Zasada, Maciej Suski, Wojciech Zasada, Przemko Kwinta
PMID42451199
期刊Nutrients
发布时间2026-07-07
DOI10.3390/nu18132199

实验完整度

中

研究包含明确的纵向配对设计、DIA质谱定量和通路富集分析,但未进行时点-分组交互检验,样本量较小,仅两个时间点,缺乏功能验证实验。

主要模型

足月产妇乳汁样本(n=20) 早产产妇乳汁样本(<32周,n=20)

重点核对

配对乳汁样本采集时间:产后≤10天和第5周 分组:足月(37-42周)与早产(<32周) 样本量:每组20例 DIA质谱分析:TripleTOF 6600+,SWATH采集 差异蛋白筛选标准:q<0.05且|倍数变化|>1.5

摘要

目标:人乳成分在哺乳期发生变化,但比较足月和早产乳汁纵向轨迹的配对受试者内蛋白质组学分析仍然有限。我们旨在表征每个队列内与阶段相关的蛋白质组变化,并确定足月和早产哺乳期之间的纵向重塑是共享的还是不同的。方法:在这项在波兰克拉科夫雅盖隆大学医学院新生儿重症监护室进行的单中心前瞻性研究中(2020年10月至2021年11月),40名哺乳期母亲(20名早产,<32周妊娠,平均年龄29.4±6.1岁;20名足月,37-42周,平均年龄30.2±5.5岁)在产后≤10天和第5周提供了配对乳汁样本。通过定量数据非依赖性采集质谱分析乳汁血清蛋白质组;使用双样本t检验和Storey错误发现率校正(q < 0.05)及倍数变化>1.5评估差异丰度,随后进行ClueGO通路富集分析。结果:在足月乳汁中鉴定出108种与阶段相关的差异丰度蛋白(58种增加,50种减少),在早产乳汁中鉴定出103种(64种增加,39种减少)。其中,87种在队列间共享(占足月组的80.6%,早产组的84.5%),且方向一致。共享上调通路包括氧化应激反应和糖酵解(例如,PRDX5,倍数变化2.49,q = 0.044);共享下调通路与黏膜免疫相关(例如,腱糖蛋白,倍数变化9.61-11.41,q < 0.0001)。与共享重塑相比,队列特异性通路信号有限。结论:人乳血清蛋白质组在足月和早产哺乳期均经历显著纵向重塑,大多数变化遵循共同的时序模式;与早产相关的差异似乎是选择性的而非全局性的。这些发现支持哺乳期阶段是乳汁蛋白质组组成的关键决定因素,并强调了纵向、阶段感知研究设计的价值,尽管未进行正式的时点-分组交互检验。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
人乳血清蛋白质组在哺乳期如何随时间变化,以及足月和早产哺乳期之间的纵向重塑是共享的还是不同的?
核心机制
人乳血清蛋白质组的纵向重塑主要由共享的时序程序驱动,涉及氧化应激反应、糖酵解等通路在第五周上调,黏膜免疫和抗菌反应等通路下调;早产相关的差异表现为选择性调节,而非全局性差异。
主要证据
基于40名母亲(足月20名,早产20名)的配对纵向DIA质谱分析,足月队列鉴定出108种差异蛋白,早产队列103种,其中87种为共享且方向一致;通路富集分析显示共享的通路变化。
研究意义
作者认为这些发现强调哺乳期阶段是乳汁蛋白质组组成的关键决定因素,支持纵向、阶段感知的研究设计,可能有助于未来探索乳汁来源的生物标志物和针对早产儿和足月儿的个性化营养方法。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

研究队列建立与样本收集

建立足月与早产产妇队列,并在两个哺乳阶段收集配对乳汁样本,以评估纵向变化。

从2020年10月至2021年11月,在新生儿重症监护室招募20名足月产妇(37-42周)和20名早产产妇(<32周)。所有母亲在产后≤10天和第5周提供配对乳汁样本,每次使用电动吸奶器(Medela Symphony)采集10分钟,取5 mL乳汁并立即储存于-80°C。

2

乳汁血清分离

去除乳汁中的脂质和酪蛋白胶束,获得澄清的乳汁血清用于蛋白质组分析。

冷冻样本室温解冻后,1500×g离心10分钟去除上层脂质,取上清再进行100,000×g超速离心90分钟(4°C),收集澄清的乳汁血清。

3

蛋白质提取与酶解

从乳汁血清中提取总蛋白并进行酶解,为质谱分析准备肽段。

20 μL乳汁样本与80 μL裂解缓冲液(2.5% SDS,60 mM DTT,0.1 M Tris-HCl pH 7.6)混合,95°C孵育5分钟,14000×g离心30分钟。取70 μg总蛋白转移至Microcon-30 kDa离心过滤器,用8 M尿素变性,采用FASP方法以胰蛋白酶和赖氨酰内肽酶酶解。肽段脱盐后上样。

4

DIA质谱分析

使用数据非依赖性采集质谱定量乳汁血清蛋白质组。

1 μg肽段注入nanoEase M/Z Peptide BEH C18色谱柱,经反相纳米色谱分离,在TripleTOF 6600+质谱仪上以DIA模式分析。采集全扫描(400-1250 Da)和100个SWATH MS/MS扫描,窗口6-90 Da。数据经Spectronaut 20处理,1% FDR过滤。

5

差异丰度与通路富集分析

识别每个队列中与阶段相关的差异丰度蛋白,并评估共享与队列特异性通路。

对两组分别进行双样本t检验,Storey FDR校正(q<0.05),且|倍数变化|>1.5,鉴定差异蛋白。使用ClueGO在Cytoscape中进行通路富集。比较两组差异蛋白的重叠情况。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
美德乐心韵吸奶器Medela AG--
贝克曼L-60超速离心机Beckman Coulter--
Microcon-30 kDa离心过滤装置Merck--
胰蛋白酶----
内肽酶Lys-C----
96孔MiniSpin C18柱Harvard Apparatus--
nanoEase M/Z Peptide BEH C18色谱柱Waters--
nanoEase M/Z Symmetry C18捕集柱Waters--
TripleTOF 6600+质谱仪Sciex--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集
采样时间点(产后≤10天和第5周),禁食至少4小时,使用Medela Symphony吸奶器采集10分钟,取5 mL乳汁立即-80°C储存
阅读提示:2.2.1 Milk Sample Collection
乳汁血清分离
离心条件:1500×g 10分钟去除脂质层,然后100,000×g 90分钟4°C超速离心
阅读提示:2.2.2 Milk Serum Separation
蛋白质制备
使用70 μg总蛋白,FASP方法,胰蛋白酶和Lys-C酶解,脱盐步骤
阅读提示:2.2.3 Mass Spectrometry and Protein Quantification
质谱分析
DIA模式,TripleTOF 6600+,扫描范围400-1250 Da,100个SWATH窗口6-90 Da,1% FDR过滤
阅读提示:2.2.3 Mass Spectrometry and Protein Quantification
数据分析和差异蛋白筛选
差异蛋白筛选标准:q<0.05(Storey FDR)和|倍数变化|>1.5;至少80%样本中鉴定到,至少2个唯一肽段
阅读提示:2.4 Mass Spectrometric Raw Data Analysis, Spectral Library Generation and SWATH Quantitation