文章标题：Profiling of mature-stage human breast milk cells identifies six unique lactocyte subpopulations
期刊：《Sci Adv》
影响因子: 1区14.957
发表时间: 2022 Jul
研究领域：单细胞；乳细胞
文献概述
问题：母乳富含营养物质、免疫因子和有助于婴儿发育的细胞。越来越多的证据表明母乳细胞参与婴儿发育，并且可能具有适合细胞治疗和诊断的特性，因此必须对母乳细胞进行清晰和全面的表征。
方法：通过流式细胞术，定量实时聚合酶链反应（RT-qPCR）和单细胞RNA-seq（scRNA-seq）同时分析新鲜母乳细胞。
结论：来自健康供体的成熟期母乳中的细胞中主要细胞群为上皮细胞群，巨噬细胞和T细胞群。此外，上皮细胞分为六种不同的乳细胞亚群，包括三个以前未识别的亚群，three previously unidentified subpopulations programmed toward mucosal defense and intestinal development。这些数据共同定义了健康的人类母乳细胞，并为它们在母婴医学中的应用提供了基础。我们的研究是同类研究中的第一个，全面描述了健康女性成熟期母乳中母乳细胞的完整细胞群。为母乳细胞提供了广泛适用的参考数据集，并为未来研究这些细胞在婴儿发育中的作用及其作为治疗干预措施的潜力奠定了基础。
实验结果
1. 上皮乳细胞是母乳中最丰富的细胞群
从供体（≥4周，平均产后32周）收集新鲜的母乳。上皮细胞[上皮细胞粘附分子阳性（EpCAM）]，免疫细胞（CD45）和间充质细胞[Vimentin（VIM）]。母乳细胞 lactocytes，母乳细胞来源于上皮细胞，因此是CK18+和EpCAM+。
绝大多数母乳细胞是上皮来源的（93%）。在患有乳腺炎和婴儿疾病的情况下，免疫细胞增加。无论健康状况如何，间充质细胞群均无统计学意义变化。通过流式细胞术观察到的母乳细胞群低，可能是因为抗体的结合亲和力差。免疫细胞基因PTPRC和间充质基因标记VIM的基因表达明显较低，与流式细胞术数据一致。
2. 干细胞样转录因子在5%的母乳细胞中高度表达
母乳是一种干细胞的潜在独特来源。干细胞可以通过转录因子SOX2，NANOG和OCT4（被认为是干细胞中的主调节因子）以及REX1，SSEA4，TRA-1-60和KLF4（它们是多能性的共同调节因子）来鉴定。因此，我们可以通过流式细胞术和RT-qPCR来鉴别母乳中未知比例的上皮细胞是否为干细胞。
首先使用流式细胞术挑选出EpCAM+细胞，然后测量表达SOX2，TRA-1-60，NANOG和SSEA4的细胞的百分比。大多数上皮细胞是SOX2+和TRA-1-60+，但NANOG+和SSEA1+明显较少。
管家基因EEF1A在所有母乳细胞中高度均匀地表达。上皮细胞的FUT4 mRNA比其他评估基因高出1000倍，PODXL>NANOG>SOX2的表达降低，较高的FUT4表达可能是由于其在人乳寡糖合成中的作用。对于所有评估的四种转录因子都是阳性的约占5%的上皮细胞。
3. 单细胞转录组学分析揭示了独特的乳细胞亚型
母乳中的细胞主要是上皮细胞，母乳细胞数量适中，干细胞样细胞数量较少。对26,922个母乳细胞的转录组进行了测序，每个细胞的中位数为1057个基因。
所有三个供体样本的基因表达主要由两个基因LALBA和CSN2主导，占基因计数的>40%。通过scRNA-seq鉴定的基因通过RT-qPCR在较大的供体群体中得到证实（n = 7）;CSN2和LALBA表达高，CSN1S1>FTH1>LYZ的表达降低。
将母乳细胞群可以分为9个细胞亚群，来源于不同样本的细胞群分布相当均匀。
每个细胞群基因的差异表达确定了两个免疫细胞簇，簇8为巨噬细胞（CD68和ITGAX），簇9为T细胞（PTPRC和CD3E）。虽然主要簇（1至7）是上皮（LALBA和EPCAM），但这些是在人乳中以前未识别的独特亚群：用于肠道发育的FGFBP1乳细胞（第2组），脂肪酸合成和胰岛素抵抗PTPRF乳细胞（第6组）以及分泌/趋化上皮细胞（第7组），第4簇由凋亡上皮细胞组成。
母乳细胞起源于祖细胞样细胞，是5簇的一部分。起始节点位于 5 的顶部深紫色部分。细胞沿着几种不同的途径分化，部分分化和终末分化的细胞分别出现在红橙色和黄色。最早发生的是与祖细胞或干细胞相关的基因（例如CD44和SOD2）的高表达，并与第5组中的细胞相对应，SOD2在1簇中达到峰值。分化细胞出现在晚期，包括第2和第3簇中的成熟乳细胞，第6细胞簇的脂质和脂肪酸合成细胞，以及第1和第7簇中的趋化/分泌上皮细胞。
总结
提供了健康成熟期母乳中细胞群的详细表征 单细胞转录组学分析确定了先前未识别的母乳细胞亚群，这些亚群调控粘膜防御和肠道发育，需要进一步的体外疗效评估。 为健康，成熟期母乳中的细胞提供了遗传密码，并为在生物学，预防和治疗环境中检查这些细胞类型的功能提供了框架。可以将这些经验应用于开发针对胃肠道和其他婴儿疾病的新型口服治疗干预措施。
