补充乳脂肪球膜的婴儿配方奶粉调节长双歧杆菌subsp. infantis胞外多糖产生并支持杯状细胞屏障稳态

《Journal of Functional Foods》：Milk fat globule membrane-supplemented infant formula modulates Bifidobacterium longum subsp. infantis exopolysaccharide production and supports goblet cell barrier homeostasis

　　

研究人员在摘要中指出：乳脂肪球膜（MFGM）对于婴儿肠道发育至关重要，可能影响微生物群-宿主相互作用。消化的MFGM是否通过一种主要的婴儿微生物群栖息者——长双歧杆菌婴儿亚种（Bifidobacterium longum subsp. infantis）的代谢间接改变肠道屏障反应仍不清楚。本研究评估了消化的补充MFGM的婴儿配方奶粉是否改变长双歧杆菌婴儿亚种（B. infantis）的胞外多糖（EPS）产生，以及条件性细菌上清液是否影响杯状细胞屏障反应。对牛奶基和豆基配方奶粉进行体外消化作为细菌底物。EPS的最大增加发生在选定的牛奶基补充MFGM条件下，特别是在对数生长期和早期稳定期，而豆基条件表现出较弱的反应。条件性上清液未显著改变跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance, TEER）、MUC5AC或TFF3，但测量值仍与维持杯状细胞稳态一致，且未显示屏障破坏。这些发现表明，消化的含MFGM的牛奶基配方奶粉可能调节EPS产生，而需要额外研究来定义宿主-微生物机制。

**研究背景**
婴儿期是胃肠道（GIT）正常发育的关键时期，饮食与微生物群定植是重要影响因素。母乳作为最佳营养来源，其乳脂肪球膜（milk fat globule membrane, MFGM）由三层磷脂、功能蛋白、必需脂质和低聚糖组成，已被证明可改善肠道屏障功能、促进营养吸收、阻止病原体定植、促进有益菌群建立并增强消化酶活性。在早期肠道定植菌中，长双歧杆菌婴儿亚种（*Bifidobacterium longum* subsp. *infantis*, *B. infantis*）是母乳喂养婴儿的优势菌，能利用人乳糖缀合物（包括MFGM组分），并可产生胞外多糖（exopolysaccharide, EPS），该多糖具有保护细菌细胞、促进黏液层黏附及参与微生物交叉喂养网络等作用，同时与宿主免疫调节、抗氧化和抗病原体黏附等功能相关。然而，消化后的MFGM是否通过影响*B. infantis*代谢间接调节肠道屏障反应，特别是对EPS产生及后续杯状细胞屏障功能的影响，仍不清楚。因此，本研究旨在探究含MFGM的消化后婴儿配方奶粉是否改变*B. infantis*的EPS产量，以及条件性细菌上清液是否影响HT29-MTX杯状细胞样细胞屏障相关标志物。

**研究概述**
研究人员采用商业乳清来源的MFGM成分（Lacprodan? MFGM-10）分别以0%、2%和10% (w/w) 补充到牛奶基和豆基婴儿配方奶粉中，经改良INFOGEST 2.0静态体外消化模型模拟婴儿消化，获得消化后间期组分作为细菌底物。将*B. infantis* ATCC 15697在不同消化配方培养基中培养，在不同生长阶段（初始期、生长期、早期稳定期、晚期稳定期）收集样品，通过苯酚硫酸法与二硝基水杨酸（DNSA）法测定总糖与还原糖，计算EPS浓度。随后选取EPS产量最高和最低的条件性无细胞上清液（CFS），以1:100稀释处理分化21天的HT29-MTX-E12杯状细胞样细胞单层，6小时后测量跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance, TEER），并通过Slot blot检测粘蛋白5AC（MUC5AC）和三叶因子3（TFF3）表达。主要关键技术包括：静态体外消化、细菌生长曲线测定（OD₆₀₀）、EPS定量（苯酚硫酸法与DNSA法）、HT29-MTX-E12细胞培养与分化、TEER测量、Slot blot免疫检测。样本来源：*B. infantis* ATCC 15697购自美国模式培养物保藏中心（ATCC），HT29-MTX-E12细胞购自欧洲细胞培养物收藏中心（ECACC）。

**研究结果**
**3.1 生长与胞外多糖产生**
通过对不同培养基条件下*B. infantis*的24小时生长曲线（图1）分析发现，补充消化配方奶粉未明显改变细菌生长动力学。EPS产量在不同生长阶段呈现差异：对数生长期（5h）浓度最高，早期稳定期（9h）保持相对升高，晚期稳定期（24h）下降。牛奶基配方条件下，补充10% MFGM的组（MIF 10% MFGM）在对数生长期EPS增加最显著（图2B）；补充2% MFGM的组（MIF 2% MFGM）在早期稳定期出现显著升高（图2C）。相比之下，豆基配方各条件整体反应较弱，仅补充10% MFGM的豆基组（SIF 10% MFGM）显示EPS上升趋势。这些结果表明，消化后的含MFGM牛奶基配方奶粉能在特定生长阶段促进*B. infantis*产生EPS。

**3.2 屏障完整性**
将代表高、低EPS产量的条件性无细胞上清液（CFS）处理HT29-MTX细胞6小时后，TEER测量结果（图3）显示，各实验组相对TEER值均为正，但组间无显著差异；仅含未消化MFGM的样本组TEER下降，提示离子转运改变，但未达到统计显著性。MUC5AC表达（图4）和TFF3表达（图5）在各处理组间亦无显著差异，整体与阴性对照组相当。这些结果表明，来自消化配方奶粉的细菌上清液未破坏杯状细胞屏障，而是维持了稳态。

**总结与结论**
讨论部分指出：牛奶基配方中更强的EPS促进效应可能与*B. infantis*对乳源性糖缀合物的偏好性利用有关，而豆基底物反应较弱，支持了底物依赖性差异。尽管根据EPS浓度差异选择上清液，但本研究未建立EPS直接调控TEER、MUC5AC或TFF3的机制，因为CFS中还含有其他细菌产物。局限性包括：仅测量了EPS一个代谢物；HT29-MTX单培养模型无法重现婴儿肠道免疫、细胞异质性和微生物群落互作的复杂性；6小时处理可能仅反映急性反应。未来需在更复杂的共培养和体内模型中验证。

**结论部分翻译：**
长双歧杆菌婴儿亚种（*Bifidobacterium longum* subsp. *infantis*）是重要的早期肠道定植菌，能够利用乳糖缀合物。在本研究条件下，补充消化婴儿配方奶粉未显著改变*B. infantis*的生长。EPS产量随生长阶段变化，在选定的含MFGM牛奶基配方条件下，对数生长期和早期稳定期观察到最显著的增加；而豆基配方条件整体反应较弱。条件性细菌上清液未显著改变HT29-MTX-E12细胞屏障相关反应，TEER、MUC5AC和TFF3测量值在实验条件下与维持杯状细胞屏障稳态一致。这些发现提示，消化后的含MFGM牛奶基婴儿配方奶粉可能调节*B. infantis*的EPS产生，而由此产生的细菌上清液与维持杯状细胞屏障稳态相容。由于EPS是唯一被测量的细菌代谢物，未来研究应评估其他微生物代谢物，并明确连接细菌代谢与宿主屏障反应的具体机制。