中性核心人乳寡糖(HMOs)早期摄入对终身骨质量提升的关键作用及微生物组机制解析

为解决婴儿期骨发育对终身骨骼健康的影响问题，Nestlé研究人员通过迷你猪模型探究了母乳中中性核心人乳寡糖(HMOs)对骨骼质量的长期调控作用。研究发现，富含中性HMOs(如LNnT/LNT/2'FL)的配方奶可显著提升胫骨密度、基质质量及生物力学强度，效果接近母乳喂养组，并首次鉴定出Turicibacter sanguinis和Paraprevotella clara等微生物 taxa 与HMOs介导的骨强度改善相关。该研究为开发促进婴幼儿骨骼发育的营养干预策略提供了新靶点。

　　

骨骼健康是贯穿人类生命周期的重要议题，而生命早期的营养干预对峰值骨量的获得具有决定性影响。随着全球老龄化加剧，骨质疏松症及其引发的骨折风险已成为重大公共卫生问题。有趣的是，流行病学研究发现母乳喂养的个体在青少年期和成年后表现出更高的骨密度(BMD)和更优的骨微结构，这提示母乳中可能存在特殊的活性成分。人乳寡糖(Human Milk Oligosaccharides, HMOs)作为母乳第三大固体成分，虽不能直接被婴儿消化吸收，却可通过调控肠道微生物组发挥多重生理功能。既往研究多聚焦于唾液酸化HMOs(如3'SL/6'SL)的作用，而占母乳HMOs总量70%以上的中性核心HMOs(如LNnT、LNT、2'FL等)的骨骼保护机制仍属未知。

针对这一科学空白，由Nestlé研究中心Nicolas Bonnet领衔的国际团队在《The Journal of Nutritional Biochemistry》发表了一项突破性研究。研究者采用高度模拟人类生理的雌性哥廷根迷你猪模型，通过对比母乳喂养、普通配方奶及三种HMOs强化配方奶(中性组、唾液酸组、混合组)干预后的长期骨骼表型，结合微生物组学和生物力学分析，系统揭示了中性核心HMOs通过特定肠道菌群改善骨骼质量的分子机制。

研究主要运用了以下关键技术：迷你猪人工喂养模型建立、微型计算机断层扫描(μCT)骨微结构分析、三点弯曲试验测定生物力学强度、16S rRNA基因测序进行微生物组解析，以及液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测短链脂肪酸(SCFAs)等菌群代谢产物。

【Animals and treatments】
56头新生雌性迷你猪随机分为母乳组(SF)、普通配方奶组及三种HMOs强化组。中性核心HMOs组添加LNnT、LNT、2'FL和DFL(1.5 g/L)，干预持续至断奶后1年。

【Results】
μCT显示普通配方奶组胫骨骨密度显著低于母乳组(-15.7%, p<0.01)，而中性HMOs组可完全逆转这一差异。生物力学测试中，中性组骨强度恢复至母乳组水平(弯曲模量+23.4% vs 普通配方奶)，且骨基质胶原交联度显著改善。微生物组分析发现Turicibacter sanguinis和Paraprevotella clara的丰度与骨强度参数呈强正相关(r>0.7)，且中性HMOs组SCFAs产量较普通配方奶组提升2.1倍。

【Discussion】
该研究首次证实中性核心HMOs通过"菌群-代谢物-骨骼"轴发挥长效保护作用：特定菌群产生的丁酸等SCFAs可增强肠钙吸收，同时刺激成骨细胞BMP信号通路。值得注意的是，唾液酸化HMOs虽能减少骨吸收标记物CTX-1，但对骨形成指标PINP无影响，这解释了其为何不能完全模拟母乳的促骨合成效应。

【Conclusion】
研究确立了中性核心HMOs作为母乳中关键骨保护成分的地位，其通过富集Turicibacter sanguinis等有益菌，优化骨基质组成与生物力学性能。这一发现不仅为"发育起源假说"提供了分子证据，更为开发靶向微生物组的婴幼儿骨骼营养干预方案奠定了理论基础。作者建议未来临床研究应重点关注LNnT/2'FL等中性HMOs组合对儿童骨密度增长的长期影响。