驴乳、人乳与牛乳来源细胞外囊泡小RNA谱的比较研究：保守与差异的miRNA丰度模式解析

《Food Chemistry: Molecular Sciences》：Comparative small RNA profiling of donkey, human and bovine milk-derived extracellular vesicles reveals conserved and distinct miRNA abundance patterns

　　

摘要专业翻译 驴乳来源的细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）共包含292种miRNA，其中48种为推定新miRNA。在全部三个乳源EV数据集中，共有73条成熟miRNA序列高度保守。驴乳与人乳之间的miRNA丰度排序相关性最强（ρ = 0.773）。miR-143-3p和miR-122-5p在驴乳中的丰度均高于两个对照数据集。协调统一的再分析支持对跨数据集结果进行谨慎解读。所有要点均不超过85个字符（不含项目符号）。

论文解读文章

一、研究背景与目的

乳中含有复杂的营养成分和生物活性成分，其中乳源细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）作为携带蛋白质、脂质和核酸的食物相关纳米结构，近年来受到越来越多的关注。EVs的脂质双层结构可能有助于保护其所携带的小RNA免受细胞外降解，使乳源EVs成为表征膳食RNA载货的重要基质。小RNA，尤其是microRNA（miRNA），是乳源EVs中研究最广泛的核酸种类之一。由于miRNA可通过序列依赖性靶向调控基因表达，其丰度及物种相关分布可能提供不同哺乳动物乳生物学特征的分子信息。

驴乳因其宏量营养素组成与牛乳显著不同，并与母乳共享部分特征，特别是相对较低的脂肪和蛋白质含量以及相对较高的乳糖含量，而作为一种独特的乳品基质引起关注。尽管如此，驴乳与母乳在蛋白质组分及其他乳成分方面仍存在明显差异。此前对驴乳的研究已广泛涉及营养成分、蛋白质谱、致敏性和一般功能特性，但驴乳源EVs的小RNA载量仍未得到充分表征。相比之下，人乳和牛乳EVs相关miRNA已有研究，跨人、牛和山羊乳的miRNA比较分析也已有报道。

研究人员假设驴乳EVs含有特征性的小RNA谱系，既包含保守的哺乳动物miRNA，又具有与人乳和牛乳EVs数据集可区分的丰度模式。因此，本研究旨在描述三个独立制备的驴乳EV富集制备物所关联的小RNA谱系，并与公开的人乳和牛乳EVs数据集进行探索性比较。

二、研究内容与主要结论

研究人员从三头健康泌乳德州驴（Equus asinus）采集新鲜乳样，分别独立进行EVs分离和小RNA测序，生成三个独立生物学重复样本（D1、D2、D3）。EVs分离采用顺序离心、凝乳酶辅助酪蛋白去除、浓缩和尺寸排阻色谱（size-exclusion chromatography，SEC）方法。透射电子显微镜（transmission electron microscopy，TEM）、纳米颗粒跟踪分析（nanoparticle tracking analysis，NTA）和蛋白质印迹（western blotting）仅对D2来源的EV制备物进行了代表性表征。小RNA测序采用Illumina NovaSeq X Plus平台进行双端150 bp测序。同时，研究人员从GEO获取人乳（GSE142282）和牛乳（GSE201588）EVs小RNA测序公开数据集，并采用统一的生物信息学流程对三个数据集的原始测序读段进行重新处理。

研究共鉴定出292种驴乳EVs相关miRNA，包括244种已知miRNA和48种推定新miRNA。跨物种序列级比较发现73种成熟miRNA序列在三个数据集中全部保守。Spearman秩相关分析显示，驴乳与人乳之间保守miRNA丰度排序相关性最强（ρ = 0.773），人乳与牛乳之间为ρ = 0.603，驴乳与牛乳之间为ρ = 0.495。主成分分析（PCA）和层次聚类分析显示，样本按数据集来源明显分离。在配对丰度比较中，miR-143-3p和miR-122-5p在驴乳数据集中的平均丰度均高于人乳和牛乳数据集。基于保守性、丰度≥100 CPM和log2FC≥1的标准，分别筛选出20个驴-人比较和25个驴-牛比较的候选miRNA。目标预测与功能富集分析显示，驴-人候选集在尿素循环、尿素代谢过程、氮循环代谢过程、巨噬细胞活化正调控等基因本体论（GO）生物学过程显著富集，以及KEGG通路“癌症通路”（hsa05200）；驴-牛候选集在“局部黏附”（hsa04510）、“PI3K-Akt信号通路”（hsa04151）和“整合素信号通路”（hsa04518）显著富集。

三、研究意义与结论

本研究提供了驴乳EVs相关miRNA的序列水平特征描述，并通过统一生物信息学流程与独立生成的人乳和牛乳EVs数据集进行了探索性比较。研究发现73种成熟miRNA序列在三个数据集中保守，且其丰度排序呈正相关，其中驴-人相关性最强。miR-143-3p和miR-122-5p在驴乳数据集中相对于两个比较数据集均呈持续较高丰度，可作为未来研究驴乳EVsRNA组成的候选分子。然而，这些发现应被视为组成性和假设生成性证据，而非物种特异性表达或生物学活性的证明。由于物种身份与来源研究完全混淆，且功能分析基于计算优先化的靶点，未来研究需结合标准化跨物种采样和EV分离，并对选定miRNA-靶点关系进行实验验证，同时评估RNA稳定性、摄取和剂量依赖的生物学效应。

四、研究结论

本研究表征了驴乳EV制备物相关的小RNA谱系，并通过统一生物信息学流程与独立生成的人乳和牛乳EV数据集进行了保守成熟miRNA序列的比较。驴乳EV文库包含292个miRNA，其中244个已知和48个推定新miRNA。序列水平比较鉴定出73个在三个数据集中均保守的成熟miRNA，而基于排序和多变量分析显示既存在共享也存在数据集相关的丰度模式。miR-143-3p和miR-122-5p是相对于两个比较数据集在驴数据集中持续较高丰度的保守miRNA之一。对严格优先靶点的探索性富集分析确定了有限的一组代谢、免疫相关、细胞黏附和信号传导注释。由于物种仍与来源研究混淆，且功能分析基于计算优先靶点，这些发现应解释为组成性和假设生成证据，而非物种特异性表达或生物学活性的证据。所得序列水平数据集为未来标准化跨物种研究和选定驴乳EV相关miRNA的实验验证提供了基础。