Food Chemistry | DIA蛋白质组学深度揭示母马奶不同的初乳特征和特定阶段的泌乳特征

现有研究表明，马奶不仅富含酪蛋白、乳清蛋白和免疫球蛋白等基础营养素，还含有生长调节蛋白及多种生物活性物质，这些成分对免疫调节和婴儿早期发育具有重要作用。尽管针对哺乳动物不同物种在整个哺乳期的乳汁蛋白质组学研究已十分广泛，但针对马乳的系统性研究仍较为匮乏。

中国农业大学王勤教授团队为获得不同泌乳阶段母马乳汁更全面、更精确的蛋白质组谱，采用了DIA方法进行蛋白质检测，以分析并识别关键免疫学及营养学相关蛋白质的变化。本研究为未来母马乳汁在营养与健康领域的应用及产业化发展奠定了重要基础。

期刊名称：Food Chemistry

影响因子：9.8

研究方法：Astral DIA蛋白组+PRM蛋白组

研究思路：

马乳采集：从天然草场上随机选取3头母马的样本进行DIA蛋白质组学分析，另随机选取3头母马的样本进行PRM靶向蛋白质组学分析。每份乳样均单独采集自一头母马。母马乳样采集时间点覆盖整个泌乳期（产后第1、3、7、10、30、70及120天）。

DIA分析：使用Thermo Astral质谱仪进行DIA模式进行蛋白组分析

PRM验证：使用同一LC-MS系统在并行反应监测（PRM）模式下进行分析

本研究采用数据非依赖性采集（DIA）蛋白质组学技术，对3份母马乳汁在整个泌乳期（第1至120天）的蛋白质含量变化进行了分析，样本采集时间共七个不同节点。主成分分析（PCA）显示，第1天初乳的蛋白质组成与后期泌乳阶段存在显著差异：IgG、IgM、IgE、AGPAT1、NPVF和CAMK2G等初乳特异性蛋白与快速能量供给、神经发育及免疫防御功能相关；而成熟乳则富含参与持续营养代谢和细胞稳态的蛋白质。值得注意的是，乳铁蛋白和溶菌酶等关键功能蛋白的浓度在整个泌乳期间呈渐进性上升。基于PRM技术的靶向定量分析验证了DIA的主要结论。总体而言，本研究明确了母马初乳的定义，并为阐明泌乳期各阶段乳汁蛋白质的功能特性提供了重要见解。

图1 不同泌乳阶段母乳蛋白质组成的分析

图2 差异蛋白分析

图3 对具有不同表达趋势的蛋白质进行分析

本研究采用基于DIA技术的蛋白质组学方法，系统揭示了母马乳汁蛋白质组在不同泌乳阶段的动态变化及其相关的生物学功能。研究发现初乳（D1）具有独特的蛋白质谱，其中富含与快速能量供应和免疫防御密切相关的关键蛋白质，为新生幼驹的早期存活提供了重要支持。随着泌乳进程的推进，成熟乳中与营养代谢和细胞稳态相关的蛋白质丰度显著增加，反映了从免疫主导向营养主导的战略性功能转变。值得注意的是，多种免疫相关蛋白在整个泌乳期间持续表达，表明母马乳为幼驹提供了动态且持续的免疫支持。本研究为界定马初乳提供了证据，所鉴定出的初乳生物标志物可作为母马乳产业标准化工作的基础。