综述：羟基脂肪酸脂肪酸酯与烷基-二酰基甘油：人乳中含量较低但具有生物活性的组分

《Biochemical Society Transactions》：Fatty acid esters of hydroxy fatty acids and alkyl-diacylglycerols: minor but bioactive components in human milk

　　

作为婴儿最佳营养来源，人乳脂质组（lipidome）的研究已较为广泛。然而，既往大量工作主要聚焦于甘油三酯（triglycerides, TGs）等主要脂质成分，这可能削弱了对其真实复杂性的认识。本文综述人乳中两类含量较低但具有生物活性的脂质：羟基脂肪酸脂肪酸酯（fatty acid esters of hydroxy fatty acids, FAHFAs）和烷基-二酰基甘油（alkyl-diacylglycerols, TG(O)s）。已知FAHFAs具有抗糖尿病和抗炎作用，而TG(O)s对于预防儿童肥胖具有重要意义。鉴于生命早期营养与代谢健康会影响个体后续发生代谢功能障碍的风险，全面理解FAHFAs和TG(O)s，并对其在人乳中进行可靠表征，将有助于开发更准确的人乳脂肪替代物。这在未来可能为具有代谢功能障碍早期标志的婴儿，包括糖尿病和肥胖患儿，提供替代性或预防性治疗启示。本文讨论了FAHFAs和TG(O)s的结构特征、生物合成与降解途径、生物活性、膳食来源及其在人乳中的表征。然而，这两类脂质作为新兴脂质类别，其生化通路仍未被完全阐明。FAHFAs和TG(O)s在人乳中的表征相对不足，且已有报道存在相互矛盾的结果。本文还讨论了在复杂生物基质中研究微量脂质所面临的挑战，以及导致当前对人乳中FAHFAs和TG(O)s及其健康结局关联认识进展较慢的潜在原因。

**人乳中的脂质**

人乳成分会随着多种因素而变化，包括时间变化、母体膳食、肥胖状态、泌乳阶段以及母亲和哺乳婴儿的健康状况。人乳中约4%为脂质，提供其总能量的40%–50%。其中绝大多数为三酰基甘油（triacylglycerols, TGs），其余包括二酰基甘油（diacylglycerols, DGs）、单酰基甘油和甾醇酯；极性脂质如磷脂则主要分布于包裹富含TG脂核的乳脂球膜。由于TGs占比高达98%–99%，人乳脂质组的复杂性可能被显著低估，且这也为微量脂质组分的研究带来巨大分析障碍。本文聚焦于两类与代谢健康密切相关的微量脂质，即FAHFAs与TG(O)s。前者与抗糖尿病、抗炎反应相关，后者则与儿童肥胖预防有关。考虑到早期营养对后续代谢健康具有编程效应，解析这两类脂质在人乳中的分布及功能，有助于阐明婴儿期代谢疾病防治的新方向。

**羟基脂肪酸脂肪酸酯**

**FAHFAs的结构特征**

FAHFAs最初于2014年在小鼠脂肪组织中被提出，是一类具有抗糖尿病和抗炎活性的内源性哺乳动物脂质。该类化合物可大致分为支链型与线型两大超家族，其中与代谢调控和免疫反应密切相关的主要是支链型FAHFAs。其结构本质为一条脂肪酸（fatty acid, FA）通过酯键连接于羟基脂肪酸（hydroxy fatty acid, HFA）骨架。FAHFAs存在区域异构体，其差异体现在酯化位点不同，并通过数字标注于俗名中。例如，9-PAHSA表示棕榈酸与位于相对羧基第9位发生酯化的羟基硬脂酸形成的酯，而5-PAHSA则表示酯化发生于第5位。此类结构差异与其生物活性和代谢命运可能密切相关。

**FAHFAs的生物合成与降解**

在脂肪组织中，FAHFAs的合成始于转酰基反应，即脂肪来源于TG或DG的FA在脂肪甘油三酯脂肪酶（adipose TG lipase, ATGL）作用下酯化到HFA上。ATGL过表达可增强FAHFA生物合成，而抑制或敲除Atgl基因则抑制其生成。另一潜在途径可能涉及过氧化还原蛋白6（peroxiredoxin 6, Prdx6），其兼具磷脂酶A²、过氧化物酶和酰基转移酶活性；相关突变或缺失可降低FAHFA水平并影响区域异构体丰度。降解方面，FAHFAs可被羧酸酯脂肪酶（carboxyl ester lipase, CEL）、雄激素诱导基因1（AIG1）、雄激素依赖性组织因子途径抑制物调节蛋白（ADTRP）或激素敏感性脂肪酶（hormone-sensitive lipase, HSL）水解为FA和HFA，其中CEL已在人乳中得到证实。此外，FAHFAs还可进一步酯化到TG甘油骨架上形成FAHFA-TGs，作为FAHFA的主要储存库，这一过程与二酰基甘油酰基转移酶（DGAT1和DGAT2）有关；随后ATGL和HSL又可将其释放出来参与后续代谢。乳腺来源的白色脂肪组织可能是人乳中游离FAHFAs和FAHFA-TGs的重要来源。

**FAHFAs的生物活性**

FAHFAs，尤其是PAHSAs，在多种病理生理状态下呈现动态变化，并表现出显著的抗糖尿病和抗炎效应。胰岛素抵抗个体的血清和脂肪组织中PAHSA水平较低，而PAHSAs可增强糖酵解肌和心脏组织的胰岛素刺激葡萄糖摄取，改善肝脏胰岛素敏感性，增强胰岛对葡萄糖刺激的胰岛素分泌，并通过增强胰岛素活性抑制内源性葡萄糖生成。在白色脂肪细胞中，5-PAHSA和9-PAHSA可增强胰岛素介导的脂解抑制和糖代谢调控；其中9-PAHSA作为G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）GPR120的激动剂，激活磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase, PI3K）/蛋白激酶B（Akt）通路，促进葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）向质膜转位，进而增强葡萄糖摄取和葡萄糖耐量。在胰腺β细胞中，PAHSA可结合GPR40，激活磷脂酶C（phospholipase C, PLC），促使磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP₂）水解生成DG和肌醇-1,4,5-三磷酸（IP₃）；IP₃诱导内质网（endoplasmic reticulum, ER）释放Ca²⁺，DG则促进蛋白激酶D1（PKD1）活化，最终增强胰岛素颗粒胞吐。PAHSAs还可通过胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）减轻ER应激和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）信号，从而保护β细胞功能与存活，并通过上调小鼠双微体2（Mdm2）减弱p53相关细胞衰老。心血管方面，9-PAHSA可通过肝激酶B1/腺苷一磷酸活化蛋白激酶/Unc-51样激酶1（LKB1/AMPK/ULK1）通路激活自噬，促进干扰素基因刺激因子（STING）降解，从而减轻心肌缺血/再灌注损伤中的微血管损害。

**FAHFAs的膳食来源**

FAHFAs广泛存在于茶叶、植物油、水果、动物性食品以及人乳中。其在茶中的含量与发酵程度相关，后发酵茶中的水平较高。米糠油、牛油果油和芝麻油也是FAHFAs的重要来源，其中羟基硬脂酸油酸酯（OAHSA）为主要定量分子种。水果如柑橘、菠萝和草莓也含有一定量FAHFAs。牛肉、鸡肉和蛋类等常见动物性食物同样可提供FAHFA，如牛肉和蛋黄中均检测到PAHSA。现有证据表明，膳食摄入可能影响体内FAHFA暴露水平，但不同来源FAHFA的生物利用度与功能差异仍待进一步研究。

**人乳中FAHFAs的表征**

已有研究在人乳中报道了数百种FAHFA分子种，但不同研究间结果差异显著。某些研究发现，肥胖哺乳妇女人乳中的PAHSA水平下降；另一些研究却报告超重/肥胖哺乳妇女人乳中5-PAHSA浓度升高。具体分子种定量结果也存在数量级差异，提示当前分析方法、样本来源及标准化程度可能显著影响结果解释。部分研究还将FAHFAs纳入整个人乳脂质组进行分析，并发现其与儿童脂肪反弹、妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus, GDM）状态及胎龄相关。例如，某些FAHFA分子种与纯母乳喂养婴儿的儿童期脂肪反弹呈正相关，而初乳中另一些FAHFA则与出生时体重增长、身长增加和头围发育呈负相关，但这些观察结果背后的机制尚难明确。早产儿成熟乳中若干FAHFA上调，提示其可能参与早产儿发育成熟。近期研究在健康中国母亲的初乳、过渡乳和成熟乳中鉴定出71个FAHFA家族与338个区域异构体，并发现其浓度总体随泌乳进程下降；另有新加坡队列研究仅鉴定到16种前体和36种独特分子种，进一步反映出文献间的显著不一致性。

**烷基-二酰基甘油**

**TG(O)s的结构特征**

TG(O)s与普通TGs在结构上高度相似，但其sn-1位为醚键而非酯键。按照LIPID MAPS命名规则，TG(O)s可在种类水平、分子种水平、sn位点水平及完整结构水平进行命名。该类化合物已在深海珊瑚、鲨鱼肝脏和鱿鱼等海洋生物中发现，可能用于能量储存；在人类中则已在血浆和人乳中得到报道。由于其结构与TGs高度相近，TG(O)s在复杂脂质基质中的分离和鉴定尤为困难。

**TG(O)的生物合成与降解**

TG(O)s的合成主要依赖酰基转移酶介导的两步酰化反应。首先，1-单烷基甘油（1-MAkG）发生第一次酰化，形成在sn-2或sn-3位带有脂酰链的单烷基-单酰基甘油；随后经第二次酰化生成TG(O)。目前推测DGAT1、DGAT2、单酰基甘油酰基转移酶2（MGAT2）、MGAT3、多功能O-酰基转移酶（MFAT）及DGAT candidate 3等酶可能参与这两个步骤。另一条合成途径涉及膳食来源或由1-MAkG经烷基激酶生成的烷基溶血磷脂酸（alkyl-LPA）；其经酰基转移酶作用形成烷基磷脂酸（alkyl-PA），再由磷脂酸磷酸酶去磷酸化生成浆脂型DG，最终进一步酰化为TG(O)。降解方面，TG(O)s可被脂肪酶分解为单烷基-单酰基甘油和MAkGs，从而作为烷基甘油储库，为其他醚脂如缩醛磷脂（plasmalogens）的合成提供底物。

**TG(O)s的生物活性**

TG(O)s在人类中的研究仍较有限，但现有证据显示其对儿童肥胖预防具有重要意义，尤其通过促进婴儿米色脂肪细胞（beige adipocytes）发育发挥作用。机制上，人乳中的烷基甘油首先在脂肪组织巨噬细胞（adipose tissue macrophages, ATMs）中代谢为血小板活化因子（platelet activating factor, PAF），后者与PAF受体（PAFR）结合，促进白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）的表达与释放。IL-6进一步诱导信号转导与转录激活因子3（STAT3）在酪氨酸705位（Tyr705）磷酸化，从而增强产热蛋白（thermogenin）和过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）等基因转录，促进米色前脂肪细胞向米色脂肪细胞分化，并防止其过早转变为白色脂肪细胞。该信号轴主要在婴儿期活跃，至成年后逐渐失活。由于TG(O)s还是烷基甘油的重要储库，其更广泛的抗肥胖、改善胰岛素抵抗及抗炎作用，多通过其下游烷基甘油或醚脂代谢产物体现。例如，补充缩醛磷脂可改善特定小鼠模型中的线粒体功能和产热能力；而烷基甘油补充可降低肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等炎症细胞因子水平。不过，不同烷基甘油异构体对胰岛素抵抗的影响并不一致，提示有必要开展更精细的分子种功能研究。

**TG(O)s的膳食来源**

海洋生物，尤其是鲨鱼肝脏，是TG(O)s的重要来源。去角鲨烯鲨鱼肝油中约18%为TG(O)s，因此鲨鱼肝油长期被用作民间保健制剂，并被赋予抗肥胖相关代谢疾病、免疫调节、抗炎及抗肿瘤等功效。南极磷虾油也被认为是潜在的膳食TG(O)来源，主要包括TG O-50:2、TG O-48:1、TG O-48:2、TG O-46:1和TG O-52:2等分子种。然而，关于常见食用鱼类中TG(O)s含量的系统研究仍较缺乏，因此目前尚难判断鱼类摄入对膳食TG(O)s总暴露的实际贡献。

**人乳中TG(O)s的表征**

人乳中TG(O)s的测定通常基于全脂质提取，或皂化后测定胆碱不相关的烷基甘油。已有研究显示，从初乳到成熟乳，TG O-52:2、TG O-52:1和TG O-50:1水平下降，但原因尚不明确。较新的研究利用丁醇/甲醇进行全脂质提取，并以烷基甘油分析定量总TG(O)s，发现TG O-52:2丰度最高，其次为TG O-52:1和TG O-50:1。研究还指出，牛乳、羊乳及大豆配方乳中的包括TG(O)s在内的醚脂含量显著低于人乳，尽管其总脂质浓度与人乳相近，说明现有配方乳尚不能充分模拟人乳脂质组的真实复杂性。这一点可能与配方喂养婴儿较高的儿童肥胖风险及较弱的抗炎获益有关。另有中国小样本研究得到略有差异的排序结果，新加坡研究则通过固相萃取（solid phase extraction, SPE）分离TG(O)s并去除TG干扰，共鉴定出19种TG(O)前体和46种分子种。总体而言，人乳中TG(O)s研究数量仍少，反映出其在富含TG基质中分析难度较大。

**人乳中微量脂质的研究**

尽管对人乳微量脂质的兴趣不断上升，但由于其浓度低、分析灵敏度要求高，相关研究在重复性与可靠性方面仍面临挑战。Folch法、Bligh and Dyer法以及甲基叔丁基醚（MTBE）法均可用于全脂质提取，但若不进一步优化，并不一定适用于微量脂质的有效分离。主要脂质组分造成的严重干扰通常需要借助SPE等手段进一步分离、纯化和富集目标分析物。然而，SPE本身也存在保留能力下降和重现性不足等问题，因此必须系统验证洗脱溶剂、洗脱体积及固定相选择。FAHFAs通常采用液-液提取结合酸化策略和硅胶SPE富集，再以C₁₈色谱柱和液相色谱-质谱（liquid chromatography–mass spectrometry, LC–MS）进行分析；近年来，DMED/d₄-DMED衍生化也被用于提高灵敏度和选择性，但加热衍生化可能导致部分分析物降解。TG(O)s的分析则通常以全脂质提取为起点，随后通过薄层色谱（TLC）、皂化或SPE等方式分离，最后结合LC–MS²检测。由于TG(O)s与TGs极性和分子量相近，在液相分离中极易共洗脱，因此去除足量TG干扰是其分析中的核心难题。现有针对同一样本同步提取FAHFAs与TG(O)s的方法虽已建立，但TG(O)s回收率偏低，仍需进一步优化。

**结论与未来展望**

本文指出，人乳作为婴儿最佳营养来源，其脂质组学理解不应局限于高丰度脂质。FAHFAs与TG(O)s作为两类新兴且具有生物活性的微量脂质，分别与糖尿病、炎症及肥胖防控相关，因而具有重要的基础与转化研究价值。当前关于它们在人乳中的结构谱、来源、功能及与母婴健康关系的认识仍不充分，且文献间存在明显方法学差异与结果矛盾。未来研究可在更大样本和纵向随访队列中，联合考察母体肥胖、GDM、孕前糖尿病等状态下人乳中FAHFAs与TG(O)s的变化，并结合婴儿生长指标与代谢结局建立关联。若能进一步完善同步提取与高可靠度定量分析方法，并拓展至FAHFA-TGs、单烷基-单酰基甘油等相关脂质类别，将更有助于真实反映人乳脂质组的复杂性，并推动高保真人乳脂肪替代物的开发。