《International Dairy Journal》：Comprehensive UPLC-triple-TOF-MS/MS reveals divergent triacylglycerol and phospholipid compositions in human milk, caprine milk, bovine milk, and infant formula
编辑推荐：
•采用UPLC-Triple-TOF-MS/MS技术比较了HM、CM、BM和IF的脂质组成。•所有样品中总共检测到105种甘油三酯和289种磷脂。•PC (16:0/18:2)和SM (d18:0/24:0)被鉴定为关键枢纽脂质。•CM的脂质组学谱在组成和功能上比BM更接近H
- •
采用UPLC-Triple-TOF-MS/MS技术比较了HM、CM、BM和IF的脂质组成。
- •
所有样品中总共检测到105种甘油三酯和289种磷脂。
- •
PC (16:0/18:2)和SM (d18:0/24:0)被鉴定为关键枢纽脂质。
- •
CM的脂质组学谱在组成和功能上比BM更接近HM。
- •
建议使用CM配合TG和SM补充剂来配制更接近HM的IF。
引言
母乳（HM）是婴儿期（<6个月）的最佳营养补充品，在生长过程中起着至关重要的作用（Ramiro-Cortijo等，2020；Sánchez等，2021）。脂肪是HM的主要成分之一，为0～6个月婴儿提供45%～55%的能量需求（Mazzocchi等，2018；Wei等，2019）。HM中的脂肪主要以乳脂球（MFG）的形式存在，其核心主要由中性三酰甘油（TG，占HM脂肪的98%以上）组成（Liu等，2022；Pan等，2022）。外层包裹有活性成分如极性磷脂（PL，占总脂质的0.2%～0.5%）和特异性蛋白质，形成一种特殊的三层膜结构，称为乳脂球膜（MFGM）（El-Salam，2020；Kallio等，2017）。PL主要由磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）和鞘磷脂（SM）组成（Jiang等，2022）。人乳脂球（HMFG）主要由中性脂质核心（主要为TG和二酰甘油DG）以及MFGM（由PL组成）构成。它们对婴儿认知发育、神经系统发育、免疫调节和肠道健康至关重要，在促进婴儿生长和健康方面发挥着重要作用（Chai等，2022；Fontecha等，2020；Garwolińska等，2018；Qi等，2018）。
世界卫生组织（WHO）建议0到6个月的婴儿必须进行母乳喂养，以确保婴儿的健康发育（Nu?baumer-Streit & Gartlehner，2019）。然而，由于母亲的身体状况或工作环境等因素，母乳喂养往往难以实现。因此，婴儿配方奶粉（IF）是满足新生儿生长需求的最佳替代产品。然而，目前IF的主要来源是羊奶（CM）、牛奶（BM）和植物油，在结构和组成上与HM存在显著差异（Lopez等，2015）。这可能导致TG和PL含量的变化，以及特定成分（如MFGM）在IF中的潜在减少，与母乳喂养婴儿相比，可能导致脂质消化和代谢方面的差异（Yuan等，2020）。同时，这些缺失的成分对于婴儿的生长发育至关重要（Breij等，2019）。HM中TG的一个显著特征是脂肪酸沿甘油骨架的分布，特别是棕榈酸在sn-2位置的酯化。此外，HM中的独特结构可以有效防止棕榈酸在肠道中与钙离子结合形成"钙皂"，从而显著降低钙的生物利用度（Miles & Calder，2017）。尽管所有类型的牛奶都含有主要的PL类别，但这些PL在加工过程中更容易流失，导致IF通常缺乏来源于MFGM的极性脂质。因此，HM脂肪的类型和含量是配制IF的金标准。目前的研究主要集中在HM与单个替代乳源（CM/BM）或IF之间的脂质组学比较分析（针对TG或PL）。然而，缺乏同时评估HM、多种乳源和商品化IF的脂质谱（TG和PL）的全面交叉比较研究。这种整合方法对于全面评估脂质组装的结构和组成差异至关重要，从而揭示现有婴儿营养配方中细微的局限性。先前的研究将HM与IF进行比较（Zhang等，2021）、HM与CM进行比较（Wang等，2023），或将HM与BM进行比较（Zhang等，2021），但这些研究往往孤立地分析单一脂质类型。这种组成差异对早期生命发育具有潜在影响。因此，对这四种来源的TG和PL进行定量比较对于阐明营养特征和为优化IF提供科学依据至关重要。通过将中性脂质（TG）和PL（如PC、PE、PS、PI和SM）作为统一的研究对象进行整合，有助于解决先前单一类别分析的局限性。
脂质组学于2003年提出，能够系统地分析生物样品中脂质的变化，并已被广泛应用于乳制品研究（Zhang等，2021）。然而，大多数关于HM和IF的现有研究侧重于单一脂质类别，如TG或PL（Alexandre-Gouabau等，2019；Pan等，2022）。Sun等（2018）评估了180种商业化IF的TG成分，发现与HM相比，IF含有更高比例的短/中链饱和脂肪酸，且TG谱受脂质来源的强烈影响。与传统方法相比，高通量定量脂质组学可以同时鉴定和定量数百种脂质，包括极性和非极性、高丰度和低丰度的物种（Li等，2020）。
本研究建立了基于UPLC-Triple-TOF-MS/MS技术的统一分析框架，以实现对HM、CM、BM和IF核心脂质成分——TG和PL的全面比较分析。除了鉴定差异脂质种类外，我们还进一步整合了脂质网络分析，以表征不同乳源中差异脂质的相互作用模式。总之，这种整合分析策略为脂质组成和潜在功能关系提供了额外的见解，为理解差异脂质和指导IF脂质组成的合理优化提供了更全面的依据。
章节片段
样品与试剂
HM样品由中国黑龙江省哈尔滨市的健康志愿者母亲提供，她们分娩了足月婴儿，年龄在24至30岁之间，所有样品均为成熟母乳（产后>21天，n = 6）。HM样品在上午9点至11点之间采集，采集的HM短暂存放在新鲜袋中低温保存，并以冷藏状态运送到实验室，在-80°C的避光冰箱中保存直至分析。六个
HM、CM、BM和IF中的脂质谱
使用UPLC-Triple-TOF-MS/MS检测了不同HM、CM、BM和IF中的脂质类型和含量，详见表S1和表S2，分为中性脂质（TG）和极性脂质（PL）。在HM、CM、BM和IF中总共检测到394种不同的脂质，包括105种TG、145种PC、93种PE、24种SM、4种PS和23种PI。如图1A所示，在HM、CM、BM和IF中，TG、PC、PE和SM的种类较多，而PI和PS的种类较少，这与先前的报道一致（
局限性
本研究对HM、CM、BM和IF的脂质谱进行了全面表征和比较，但仍需承认若干局限性。首先，本研究纳入的HM样品数量相对较少（n = 6），可能无法充分代表不同人群间HM脂质组成的生物学变异性。HM是一个复杂且动态的生物学系统，其脂质组成受多种因素影响，包括地理来源、
结论
本研究使用UPLC-Triple-TOF-MS/MS系统地表征和比较了HM、CM、BM和IF的脂质谱。总共鉴定出394种脂质种类，包括105种TG、145种PC、93种PE、24种SM、4种PS和23种PI。在这四种乳源中观察到TG和PL谱的显著差异。鉴定出若干差异脂质种类，包括TG (16:0/18:1/18:2)、PC (12:0/18:2)和SM (d18:1/25:0)，这些可作为区分HM与CM、BM和IF的潜在标志物。
CRediT作者贡献声明
王宇鑫：撰写 – 原稿撰写，方法学，概念化。王秀敏：可视化，资源。段淑芳：调查研究，数据管理。Ignatius Man-Yau Szeto：可视化。何坚：可视化。刘璐：数据管理。高同涵：可视化，数据管理。周星宇：软件。李小东：验证，监督，项目管理。张秀秀：撰写 – 审阅与编辑，方法学，概念化。Muhammad Muneeb：软件。
伦理声明
已征得所有参与者或其法定代表的书面知情同意，同意参与本研究并发表文章。已遵守参与者的隐私权。
本研究在研究所在地按照相关法律、监管框架和指南进行。本研究经东北农业大学伦理委员会批准。（批准号：NEAUEC20250417）
资金来源
本工作得到了国家乳业技术创新中心（编号：2023-JSGG-9）的支持。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。本稿件的提交不存在利益冲突，且本稿件已获所有作者批准发表。
王宇鑫|王秀敏|段淑芳|Ignatius Man-Yau Szeto|何坚|刘璐|高同涵|周星宇|李小东|张秀秀|Muhammad Muneeb
