【妇产每日一文】专家笔谈丨母乳干细胞功能研究进展

复旦大学附属儿科医院新生儿科 朱丽 陈超

母乳作为婴儿首先喂养食物，不仅含有丰富的营养元素，还有配方无法替代的生物活性成分。母乳含有的激素成分能够调节婴儿近期和远期营养代谢机制，而免疫活性物质如免疫球蛋白、糖蛋白、免疫细胞和免疫因子等，不仅能为婴儿提供基本的营养支持，也能促进婴儿自身免疫力、免疫发育和诱导免疫耐受。

母乳中的另一个重要成分是母乳细胞。母乳中的细胞包括乳房来源细胞和血液来源细胞^[1]。乳房来源细胞包括泌乳细胞、肌上皮细胞、祖细胞和干细胞，母乳中大量的非免疫细胞是上皮来源细胞，如成熟的乳腺细胞和肌上皮细胞。血液来源细胞包括免疫细胞和造血干细胞，白细胞数低于母乳细胞总数的2%。婴儿每日从母乳中获取大量的免疫细胞^[2]。近年来突破性的研究是母乳中祖细胞和干细胞的发现^[3]。Cregan等^[3]首次报道了母乳中存在CK5和巢蛋白阳性的母乳干细胞。之后，母乳干细胞成为研究热点。Thomas等^[4]相继报道了母乳细胞中有干细胞标志物CD49f和上皮祖细胞标志物p63。体外实验证实，这些细胞能够自我更新，并分化成2种主要的乳腺上皮细胞，即分泌蛋白的腔细胞和肌上皮细胞。

一、母乳干细胞的来源和特性

干细胞是一种具有自我复制功能和多分化潜能的早期未分化细胞，按照干细胞的分化潜能、分化层次及其所具有的功能，大致分为3种类型，即胚胎干细胞、组织干细胞和专能干细胞。胚胎干细胞分化潜能大、增殖能力强，可形成完整的生物个体。胚胎干细胞在进一步的分化过程中可形成各种组织干细胞，又称多能干细胞，其具有分化出多种细胞组织的潜能。多能干细胞在一定条件下可分化成定向发育的多系列专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型细胞。许多干细胞缺乏独特的表面抗原，从而为其鉴定和纯化带来难题。母乳中的干细胞一部分表达胚胎干细胞标志，如Oct4、Nanog和Sox2^[5]，一部分也属于其他种类干细胞 (SSEA1、4阴性)。上皮祖细胞和上皮细胞有CD105 + 或CD144抗原^[6]。

2012年，Hassiotou等^[5]首次报道了母乳中表达多能干细胞标志物的细胞分类，命名为人类母乳干细胞。人类母乳干细胞在扩大培养过程中表现出与人类胚胎干细胞极其相似的基因表达和细胞形态，不仅能分化为乳腺特定细胞，如泌乳细胞和肌上皮细胞，还能自发并定向地分化为3个胚层的所有细胞，包括外胚层细胞如神经元细胞、神经胶质细胞，中胚层细胞如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和心肌细胞，以及内胚层细胞如胰岛B细胞和肝细胞^[7]。也有研究发现，母乳中含有间充质干细胞^[8]，可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和肝样细胞^[9]。

目前尚不清楚母乳干细胞的来源，推测可能的来源之一是母体血流。身体多个器官均有干细胞，母乳中确实存在血液来源的细胞，如CD34造血干细胞。母乳干细胞的另一个来源，经推测可能为胎儿微嵌合，少量胎儿细胞通过胎盘进入母亲体内各组织中，包括乳腺^[10]。

二、母乳干细胞的功能

母乳干细胞的研究时间比较短，对其功能的研究刚起步，许多功能至今尚未明确。

1. 在乳房结构和功能变化中可能起到重要作用

乳腺随着身体发育、怀孕和哺乳，会发生巨大变化。在未发育时期，乳腺上皮细胞由乳腺导管分支进入脂肪组织，乳腺上皮为肌上皮细胞和上皮细胞包绕管腔结构而形成。青春期在激素的刺激下，乳腺导管分支不断分化，乳腺体积增加。在怀孕期和哺乳期，乳腺组织增生和分化为泌乳泡细胞；哺乳过后，乳腺泡细胞和乳腺导管大量凋亡和退化^[11]。

怀孕期和哺乳期，乳腺的重构与乳腺存在一系列干细胞或祖细胞有关，乳腺中的多能干细胞能够分化成2种乳腺上皮细胞 (肌上皮细胞和腔细胞)，形成乳泡和管腔。妊娠期，乳房体积变化对母乳干细胞的表达均有影响。众所周知，早产母乳和足月母乳成分存在差异，早产母乳更适合早产儿的营养需求。同样，早产母乳中的干细胞和足月母乳中的干细胞也有所不同。Briere等^[12]发现，早产母乳中干细胞标志物的表达与足月母乳不同，可能与乳腺在不同孕期的功能状态不同或母婴关系终止的时间不同有关。母乳中的细胞本身也反映了乳腺状态及功能，可能为治疗泌乳问题或乳腺疾病提供了新的方法和思路。

2. 对婴儿生长发育的作用

2014年，Hassiotou等^[13]首次证明人类母乳干细胞可在后代消化道中存活，并可进入血液及各器官组织，说明母乳喂养可以将人类母乳干细胞转移至婴儿体内，可能起到潜在的促进婴儿早期生长发育的作用。动物实验证实，母乳中的免疫细胞在消化道中不受损坏，并穿过肠黏膜，随血流迁移至身体的10个器官，并发挥免疫活性作用^[14]。母亲和婴儿的干细胞微嵌合从宫内交换延续至出生后母乳传递，母乳喂养者接受母体移植器官的耐受性提高，提示母乳中的免疫细胞具有调节免疫耐受性的作用，并存在长期影响^[15]。母乳干细胞的分化潜能也引起了极大关注，干细胞移植已成为治疗疾病的重要手段，如造血干细胞移植已被成熟地应用于肿瘤、造血系统疾病和自身免疫系统疾病的治疗。干细胞移植的热点之一是神经退行性病变的干细胞替代治疗。有研究发现，母乳干细胞与神经干细胞类似，体外培养条件下可分化为少突胶质细胞、星型胶质细胞和神经元^[16]。动物实验发现，母乳干细胞可通过乳汁进入婴儿大脑，并进行定植分化，成为神经元和神经胶质细胞^[17]。

人母乳干细胞具备天然优势，资源丰富稳定，可无创收集，涉及伦理问题较少。今后研究的重点不仅在于继续探索母乳干细胞的特征，还包括深入研究母乳干细胞被婴儿摄取后的相互作用及其确切的作用机制，以及母乳干细胞移植的可能性。

参考文献

1.Witkowska-Zimny M, Kaminska-El-Hassan E. Cells of human breast milk[J]. Cell Mol Biol Lett, 2017, 22:11.

2.Hassiotou F, Geddes DT, Hartmann PE. Cells in human milk: state of the science[J]. J Hum Lact, 2013, 29(2):171-182.

3.Cregan MD, Fan Y, Appelbee A, et al. Identification of nestin-positive putative mammary stem cells in human breastmilk[J]. Cell Tissue Res, 2007, 329(1):129-136.

4.Thomas E, Zeps N, Cregan M, et al. 14-3-3sigma (sigma) regulates proliferation and differentiation of multipotent p63-positive cells isolated from human breastmilk[J]. Cell Cycle, 2011, 10(2):278-284.

5.Hassiotou F, Beltran A, Chetwynd E, et al. Breastmilk is a novel source of stem cells with multilineage differentiation potential[J]. Stem Cells, 2012, 30(10):2164-2174.

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12.Briere CE, Jensen T, McGrath JM, et al. Stem-like cell

13.Hassiotou F, Geddes DT. Programming of appetite control during breastfeeding as a preventative strategy against the obesity epidemic[J]. J Hum Lact, 2014, 30(2):136-142.

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16.Hosseini SM, Talaei-Khozani T, Sani M, et al. Differentiation of human breast-milk stem cells to neural stem cells and neurons[J]. Neurol Res Int, 2014:807896.

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