Journal of Proteome Research：猪母乳N-多糖组成和仔猪早期微生物定植的关联

近日，本研究室慕春龙博士联合我校食品科技学院糖组学与糖生物工程研究中心，在国际组学研究专业期刊《Journal of Proteome Research》发表题目为“New Insights into Porcine Milk N‑Glycome and the Potential Relation with Offspring Gut Microbiome”的研究论文，本研究室慕春龙博士和蔡志鹏博士为共同第一作者，朱伟云教授为通讯作者。该项目得到973项目、国家自然基金、欧盟第七框架项目和江苏省博士后基金的资助和支持。通过应用亲水互作色谱-超高效液相联用分析法，本研究首次揭示母猪泌乳期间乳中N-多糖组成，结合分析仔猪出生后的微生物定植情况，解析母乳特异性N-多糖和微生物组成的关联。

项目技术路线和研究概述

   寡糖是母乳中的重要营养成分，除了作为营养物质被机体利用外，也能够被肠道微生物利用，分解产生短链脂肪酸等物质，促进肠道健康。乳寡糖包括游离寡糖和N-多糖，早期研究揭示了猪母乳中游离多糖的组成，而对N-多糖的研究还很少。N-多糖是通过N-乙酰葡糖胺键和蛋白质的天冬酰胺残基连接的一类多糖，由于糖链结构的复杂性和不均一性，N-多糖的分析一直是一个难题。研究团队使用亲水互作色谱-超高效液相联用分析法，应用外切糖苷酶水解试验（包括α-甘露糖苷酶、唾液酸酶A、α-岩藻糖苷酶、β-半乳糖苷酶、α-半乳糖苷酶和β-乙酰氨基己糖苷酶），结合质谱鉴定，分析了眉山和大白母猪泌乳1、3、7、14、21天的母乳N-多糖，获得母乳中22种N-多糖的结构和组成。猪母乳N-多糖以唾液酸化N-多糖和和盐藻糖化N-多糖为主，本次研究首次从猪母乳中鉴定出N-羟乙酰神经氨酸的多糖。母猪品种和泌乳阶段均影响N-多糖浓度，其中岩藻糖化N-多糖（GlcNAc4-Man3-Fuc）和唾液酸化N-多糖（GlcNAc4-Man3-Gal2-NeuAc）到泌乳后期逐渐增加。眉山猪母乳中含有较多的高甘露糖化N-多糖（GlcNAc2-Man6）。

母猪乳中特征N-多糖的组成变化

  早期肠道微生物的定植对肠道健康至关重要，肠道内某些细菌具有利用N-多糖的能力，但是微生物定植是否与母乳N-多糖有关还不清楚。通过分析仔猪出生后1天到21天的粪样微生物组成，和母乳中N-多糖的相对浓度进行相关性分析，发现多中微生物和N-多糖的相关关系。其中，乳酸杆菌Lactobacillus amylovorus、Lactobacillus vaginalis与高甘露糖化N-多糖和唾液酸化N-多糖呈现显著正相关，Bacteroides vulgatus与某些唾液酸化多糖也呈现正相关关系。这种相关性一方面可能是由于这些细菌能够产生利用N-多糖的酶，通过物质代谢存在的关联；另一方面，可能是这些N-多糖能够和细菌表面的抗原物质结合，促进特定细菌的定植。

猪母乳多糖和仔猪微生物N-多糖的相关性

这一研究解析不同品种、不同泌乳时间猪母乳中的N-多糖结构和组成，为研究乳成分和乳营养提供重要参考数据。通过分析母乳N-多糖和仔猪早期微生物的定植，发现了此前未知的微生物和N-多糖关联，为进一步研究N-多糖对微生物的调控提供研究基础。

文章来源： Chunlong Mu, et al. J. (2019)  New Insights into Porcine Milk N-Glycome and the Potential Relation with Offspring Gut Microbiome. Journal of Proteome Research. DOI: 10.1021/acs.jproteome.8b00789