基于Astral-DIA技术的牦牛乳脂肪球膜蛋白质组动态图谱解析及其在初乳、过渡乳和成熟乳中的功能演变

本研究针对牦牛乳脂肪球膜蛋白(MFGM)组成及功能动态变化机制不清的问题，采用高精度Astral数据非依赖采集(DIA)技术，系统分析了初乳(MC)、过渡乳(MT)和成熟乳(MM)阶段的5,437种MFGM蛋白，发现2,310个差异蛋白与免疫调节、脂代谢通路显著相关，揭示了MFGM蛋白从MC的被动免疫向MM的营养供给功能转变的分子机制，为开发功能性乳制品提供理论依据。

　　

在青藏高原的严酷环境中，牦牛乳作为当地居民的重要营养来源，其独特的脂肪球膜蛋白(MFGM)组成一直是个未解之谜。传统牛乳中饱和脂肪酸(SFA)占主导的局限性，与牦牛乳富含多不饱和脂肪酸(PUFA)的特性形成鲜明对比，但关于MFGM蛋白如何动态支持新生儿发育的分子机制始终缺乏系统研究。西南民族大学的研究团队在《Journal of Dairy Science》发表的重要成果，首次运用革命性的Astral数据非依赖采集(DIA)技术，绘制了牦牛乳三个关键 lactation 阶段的MFGM蛋白质组全景图谱。

研究团队从海拔4000米的四川甘孜州白玉县采集健康多胎次牦牛乳汁，严格按产后时间划分为初乳(MC，1-2天)、过渡乳(MT，3-5天)和成熟乳(MM，15天后)三组。通过超速离心结合酚抽提法提取MFGM蛋白，采用Thermo Orbitrap Astral质谱的DIA模式进行高通量检测，运用Spectronaut软件进行定量分析，并利用GO、KEGG和STRING数据库完成功能注释与蛋白互作网络构建。

Identification of Yak MFGM Proteins in MC, MT, and MM
研究鉴定到5,267、3,902和3,808种MFGM蛋白，其中3,450种为三阶段共有。初乳中免疫相关蛋白如MHC II DRα和TLR1高表达，而成熟乳中脂代谢蛋白XDH、BTN和FABP占主导。值得注意的是，乳铁蛋白和酪蛋白的检出提示了MFGM制备过程中脂肪球的轻微破坏。

Pairwise Comparative Analysis of Yak MFGM Proteins
MC与MM比较发现2,310个差异蛋白，其中补体C1q B链等1,743种在初乳上调。KEGG分析揭示Th1/Th2细胞分化通路在MC显著激活，CHUK和IKBKB成为蛋白互作网络核心节点。MT与MM比较显示846个差异蛋白，ALOX15B和ACSL4等脂代谢酶在过渡乳中特异性高表达，通过花生四烯酸代谢通路促进PUFA合成。

Heterogeneous Functions of Yak MFGM Proteins
时序聚类发现四类特征性表达模式：Cluster1(如SAA)随 lactation 进程递减，反映新生儿从被动免疫向自主代谢过渡；Cluster3(如FASN和SCD)持续上升，标志脂质合成需求增长；Cluster4(如GPAT4)在MT/MM阶段高表达，驱动甘油三酯(TAG)生物合成。特别在MM阶段，肌球蛋白重链4/8等蛋白的出现提示其对骨骼肌发育的支持作用。

这项研究首次完整描绘了牦牛乳MFGM蛋白质组的动态演变规律，揭示了三阶段生物学功能的特异性分工：MC阶段通过补体系统和细胞因子网络建立被动免疫屏障；MT阶段激活ACSL4-PLA2G4A轴促进必需脂肪酸代谢；MM阶段则转向持续营养供给与组织发育支持。研究发现牦牛乳中持续存在的神经发育相关通路，为解释高原物种的神经适应性提供了新视角。从应用角度看，该研究不仅为婴幼儿配方奶粉的阶段性强化提供科学依据，更开创性地将Astral-DIA技术应用于特殊乳资源研究，其高达5,000+的蛋白鉴定数量刷新了乳品蛋白质组学的研究维度。未来针对MFGM中特定蛋白如GPAT4和HHIP-like 2的功能验证，有望推动高附加值牦牛乳制品的开发。