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骡乳蛋白组学特征解析:为牛奶过敏儿童提供新型替代乳源的探索
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Heliyon 3.4
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为解决牛奶蛋白过敏儿童缺乏安全替代乳源的问题,意大利研究团队通过胚胎移植技术实现骡-骡代孕,首次系统解析了骡乳全泌乳期蛋白质谱特征。采用DIA-MS技术鉴定1147种蛋白,发现其组成与驴乳高度相似,并通过血清IgE检测证实骡乳较牛乳显著降低过敏原性(p<0.05)。该研究为开发高产低敏乳源提供了新思路。
牛奶作为全球60亿人的基础营养来源,却成为3%婴幼儿的过敏原"头号敌人"。当免疫系统对牛乳中的β-乳球蛋白(Bos d4)等蛋白"过度防卫"时,寻找安全替代品成为当务之急。尽管驴乳因成分近似人乳且低敏性备受推崇,但每日不足2升的产量使其难以满足需求。这个看似无解的困境,被意大利比萨大学兽医学院的Diana Fanelli团队用"骡子产奶"的奇思妙想打开了突破口。
研究团队选择骡子——这个马和驴的杂交后代作为解决方案。通过胚胎移植(ET)技术,他们成功将骡胚胎植入代孕骡子宫,诞生了史上首例"骡生骡"案例。在335天妊娠期后,收集从初乳(6h)到成熟乳(4m)的全周期样本,与驴乳(DM)进行对比。技术路线堪称"蛋白质猎手"的完美示范:采用KingFisherTM自动化平台进行蛋白提取,通过数据非依赖采集(DIA)模式完成质谱检测,分辨率达7×104,最终在Q Exactive Plus轨道阱质谱上捕获375-1500 m/z范围内的肽段信息。
研究结果揭示三大关键发现:
蛋白质动态图谱
通过主成分分析(PCA)显示所有样本按采集时间明确分群,初乳(6h)蛋白种类达峰值(1147种),随泌乳进展呈4PL曲线下降。有趣的是,骡乳2m与驴乳在casein家族蛋白分布上最为接近,而Ig/Ig-like蛋白在初乳中占比略高(p<0.05)。
过敏原特征
免疫印迹实验显示,6例牛乳过敏患儿血清对骡乳的IgE反应显著弱于牛乳:在30-36kDa的"过敏热点区",仅1例对骡乳casein有微弱反应。质谱鉴定证实,牛乳主要过敏原β-乳球蛋白(Bos d4)和α-乳白蛋白(Bos d5)在骡乳中含量较低。
功能注释分析
基因本体(GO)分析揭示,差异表达蛋白(DRP)显著富集在"脂质转运"(GO:0006869)和"先天免疫反应"(GO:0045087)等通路。值得注意的是,骡乳与驴乳共享top50高丰度蛋白中的47种,包括乳铁蛋白和乳过氧化物酶等关键功能蛋白。
这项发表在《Heliyon》的研究,不仅首次绘制了骡乳蛋白质组全景图谱,更通过"骡生骡"的创新策略解决了驴乳产量瓶颈。相比每日产奶30升的奶牛,骡子凭借马属动物的体型优势,预计产量可达驴的3-5倍。研究团队特别指出,胚胎移植虽然增加初始成本,但结合马匹繁殖服务可形成可持续商业模式。
在讨论环节,作者强调两个突破性发现:一是骡乳IgE交叉反应率显著低于牛乳(p<0.01),二是骡乳casein谱与驴乳的相似度达82%。这些证据支持将骡乳作为牛乳过敏的二线替代方案,不过他们也谨慎表示,仍需大规模临床试验验证安全性。该研究为特殊医学用途配方食品(FSMP)开发提供了新方向,未来或可通过优化骡育种策略,培育出"超级产奶骡"。
这项跨界融合了生殖工程、蛋白质组学和临床免疫学的研究,生动诠释了"师法自然"的科研智慧。当现代科技让骡子这个传统役畜变身"产奶新星",或许预示着农业生物技术正开启新的可能——用创新思维打破物种界限,为人类健康寻找自然解决方案。
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