北京市科学技术研究院生物技术与健康研究所副研究员朱婧  

       母乳中存在着许多生物活性蛋白质，在婴儿的生长发育中发挥重要作用。其中，乳桥蛋白（lactopontin,LPN）是近几年备受关注的一种。最初该蛋白在骨组织中被发现，被称为骨桥蛋白（osteopontin,OPN），而后的研究表明，OPN具有两种形式：分泌型OPN和细胞内OPN，来源于乳汁的OPN也被称为乳源性骨桥蛋白，即LPN[1]。不同物种间的LPN存在结构相似性，其中人乳LPN和牛乳LPN的相同氨基酸位点比例为58.05%，而同为反刍动物的山羊LPN与牛LPN相同氨基酸位点比例则达到了90.84%，并且不同物种的LPN具有一致的整合素结合序列，因此可能具有相似的生物学活性。LPN与婴儿的肠道、大脑和免疫发育有关[2-5]。中国营养保健食品协会婴幼儿配方食品产业委员会按照循证医学原则，选择当前最佳证据，经反复修改讨论，最终形成乳桥蛋白婴幼儿健康效应科普文章。证据等级采用牛津循证医学中心分级系统。

　　1 LPN的结构

　　LPN是一种高度磷酸化的O-糖基化酸性蛋白，不同物种的LPN间存在结构相似性，均包含可与整合素结合的谷氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp,RGD）序列、隐蔽基序（人:SVVYGLR，牛和山羊:SVAYGLK）以及一个CD44结合位点[6]。人乳、牛乳和山羊乳LPN分别含有298、262和261个氨基酸，如表1所示，人与牛中的LPN相同氨基酸位点比例为58.05%，相似氨基酸位点比例为19.80%；人乳与山羊乳LPN相同氨基酸位点比例为56.71%，相似氨基酸位点比例为19.13%；牛乳与山羊乳LPN相同氨基酸位点比例为90.84%，相似氨基酸位点比例为19.13%[7]。LPN中大多数修饰残基是比较保守的。人乳LPN有34个磷酸丝氨酸位点、2个磷酸苏氨酸位点和5个O-糖基化位点，磷酸化位点以3-5个磷酸残基簇的形式出现，糖基化位点和RGD整合素结合基序没有磷酸化[8]。牛LPN有27个磷酸丝氨酸位点、1个磷酸苏氨酸位点和3个O-糖基化位点，其中有25个磷酸化位点和3个O-糖基化位点与人LPN相同。LPN的磷酸化和O-糖基化状态可影响其与整合素和CD44受体的结合，从而影响其生物活性[9,10]。

表1人、牛、山羊乳桥蛋白序列相似性比较

　　2 LPN的含量及变化

　　乳汁的OPN含量明显高于其他组织、细胞和体液，且人乳中其平均含量（138 mg/L）是牛乳的8倍（18 mg/L）[11]。人乳LPN含量在产后1-7天初乳中含量最高（178.0±17.9 mg/L），在8-14天的过渡乳中逐渐下降（134.8±18.5 mg/L），1个月后显著下降（65.8±13.7 mg/L），直到哺乳后期保持稳定（12个月时为48.3±10.2 mg/L）[12]。Bruun等[13]检测了629名来自中国、日本、韩国和丹麦四个国家哺乳期妇女乳汁的LPN含量，发现中国产妇母乳中LPN平均浓度（266.2 mg/L）明显高于其他三个国家（韩国为216.2 mg/L，日本为185 mg/L，丹麦为99.7 mg/L），并且中国妇女母乳LPN占总乳蛋白的比例（2.7%）也高于韩国（1.8%）、日本（2.4%）和丹麦（1.3%）。Zhu等[14]检测了131名分娩足月儿、中晚期早产儿（MPT，32-37周）、早产儿（VPT，28-32周）和超极早产儿（EPT，＜28周）的产妇在产后7、14、28和120天母乳样本中LPN的浓度。结果显示，VPT（P=0.024）和EPT（P=0.003）的产妇其母乳中LPN随时间变化趋势与足月奶有显著差异。产后14天，VPT中LPN水平显著高于足月儿母乳；产后28天，VPT和EPT组的母乳中LPN水平显著高于足月儿的母乳。相关性分析发现母乳中的LPN浓度与产后28天婴儿体重z分数（z-score）呈负相关，表明母乳中高水平LPN可能有助于早产儿在生命早期追赶生长。

　　3 LPN发挥健康效应的生物学机制

　　LPN通过防御病原感染、调节免疫反应以及细胞增殖和分化等发挥其免疫效应。由于LPN通常含有RGD序列、隐蔽基序和CD44结合位点，具有与αvβ2、αvβ3等整合素或CD44受体结合的特性，进而触发信号通路显现出多种生物活性[15,16]。LPN可以直接与入侵的病原体相互作用，与αvβ2整合素受体结合，诱导IL-1激活单核细胞迁移，增强吞噬作用[17]。动物实验表明，缺乏编码OPN的spp1基因的小鼠1型免疫功能严重受损，白细胞介素-12（IL-12）和干扰素-γ减少，IL-10增加，Th1/Th2免疫反应不平衡，更容易受到病毒和细菌感染[18]。

　　此外，LPN能促进肠道发育。体外研究表明，婴儿通过乳汁摄入LPN后，有很大一部分LPN能抵抗胃液蛋白酶消化从而进入小肠发挥作用[19]。体内研究显示，与母乳喂养的新生恒河猴性比，添加LPN配方奶喂养的猴子空肠转录组更相似。母乳喂养组和配方奶喂养组之间共有1017个基因表达存在差异，而在母乳喂养组和LPN配方奶组之间，只有217个基因表达存在显著差异[20]。此外，LPN通过与整合素受体结合，调控与肠道增殖和免疫功能密切相关的基因表达[21]。Møller等[22]以早产仔猪为实验对象，与添加唾液酸或神经节苷脂配方奶粉相比，使用LPN配方奶粉喂养的仔猪坏死性小肠结肠炎的严重程度较低。

　　同时，LPN可促进大脑认知发育。一项关于仔猪大脑和认知发育的研究发现，添加牛LPN（250ml/L）的大豆蛋白配方与未添加相比，在新目标识别行为测试中并未表现出明显差异，但添加LPN喂养仔猪在首次探索新目标的等待时间较短，大脑磁共振成像发现LPN可增加仔猪的胼胝体、侧脑室、左右内囊、左右苍白球、右海马和右大脑皮质的体积[23]。OPN基因敲除的母鼠喂养喂养的小鼠较野生母鼠母乳喂养的小鼠的髓鞘相关蛋白的表达减少，NG-2胶质细胞向少突胶质细胞增殖和分化减少，并伴随着ERK-1/2和P13K/Akt信号传导减少，通过被动躲避测试和转棒实验发现记忆力和学习能力受损[24]。

　　4LPN与婴幼儿免疫的相关证据

　　目前关于LPN婴幼儿免疫的人群研究文献主要为一项在中国开展的以牛乳LPN为干预物的双盲、随机对照实验[25]，240名小于1月龄的健康新生儿随机分配到标准配方奶粉组（F0组）、标准配方奶粉+65 mg/L牛乳LPN（F65组）和标准配方奶粉+130 mg/L牛乳LPN（F130组），干预6个月，同时招募了80名纯母乳喂养的婴儿作为母乳喂养组（BF组），评估LPN对婴儿免疫发育情况[25]和炎症[26]的影响。研究发现，与F0和F65组相比，F130组的T细胞比例增加，与BF组无显著差异；与BF组相比，F65组和F130组的单核细胞比例增加；BF组单核细胞计数低于配方乳粉喂养组（P<0.0001）[25]。进一步分析血液样本显示F130组血浆中苏氨酸显著低于F0和F65组，血浆中支链氨基酸显著低于F0组，但接近于BF组。添加了LPN的F65和F130组血清中肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）水平、婴儿发热频率与BF组相似，且明显低于F0组[26]。这表明，LPN可能对婴儿免疫发育有利，添加量达到65mg/L时可观察到作用，并且这种影响似乎是剂量依赖型增加。（证据级别1b）。

　　5小结与未来展望

　　LPN是一种在多种细胞、组织和体液中均有表达的多功能蛋白，其在乳汁中浓度最高，是母乳中重要的生物活性蛋白。现有临床研究结果显示，LPN在婴幼儿生命早期免疫发育中显示出一定的有益作用。此外，动物研究提示，LPN在肠道发育和神经系统发育中发挥特殊作用。但是，目前多数研究以体外和动物实验为主，未来需要开展更多的临床研究在证实LPN的作用。对于LPN婴幼儿配方食品的产品应用，也还需要通过系列的科学评价体系，来获得行业更多的认可。

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