การศึกษาเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของการผลิตน้ำนมของมนุษย์

นับเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยของ MIT ได้ทำการศึกษาเซลล์ในน้ำนมแม่ด้วยความละเอียดสูง ทำให้พวกเขาสามารถติดตามว่าเซลล์เหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปในมารดาที่ให้นมบุตร โฆษณา ด้วยการวิเคราะห์น้ำนมแม่ของมนุษย์ที่ผลิตระหว่างสามวันและเกือบสองปีหลังคลอด นักวิจัยสามารถระบุการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในการแสดงออกของยีนในเซลล์ต่อมน้ำนมได้ การเปลี่ยนแปลงบางอย่างเชื่อมโยงกับปัจจัยต่างๆ เช่น ระดับฮอร์โมน ความเจ็บป่วยของมารดาหรือทารก มารดาที่เริ่มคุมกำเนิด น้ำนมแม่ และทารกที่เริ่มรับเลี้ยงเด็ก "เราสามารถมองเห็นการให้นมที่ยาวมาก ซึ่งการศึกษาอื่น ๆ ยังไม่ได้ทำ และเราแสดงให้เห็นว่านมมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของการให้นม แม้ว่าหลังจากการผลิตน้ำนมเป็นเวลาหลายปี" Brittany Goods อดีต MIT กล่าว postdoc ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมที่ Dartmouth College และเป็นหนึ่งในผู้เขียนอาวุโสของการศึกษา นักวิจัยหวังว่าการค้นพบของพวกเขาจะเป็นรากฐานสำหรับการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของน้ำนมแม่เมื่อเวลาผ่านไป ในที่สุด การศึกษาดังกล่าวอาจให้แนวทางใหม่ๆ ในการกระตุ้นการผลิตน้ำนมของมารดาหรือปรับปรุงส่วนประกอบของนมผงดัดแปลงสำหรับทารก Bonnie Berger ศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ Simons ที่ MIT และหัวหน้ากลุ่ม Computation and Biology ที่ Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) เป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษา เช่นเดียวกับ Alex Shalek รองศาสตราจารย์ด้านเคมีที่ MIT และเป็นสมาชิกของ Institute for Medical Engineering and Science (IMES); Koch Institute for Integrative Cancer Research; Ragon Institute of MGH, MIT และ Harvard; และ Broad Institute of Harvard และ MIT Sarah Nyquist นักศึกษาระดับบัณฑิต ศึกษาของ MIT เป็นผู้เขียนหลักของบทความ ซึ่งปรากฏในสัปดาห์นี้ในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ ต่อมน้ำนมของมนุษย์สามารถผลิตน้ำนมได้มากกว่าหนึ่งลิตรในหนึ่งวัน เป็นเวลาหลายเดือนหรือหลายปีหลังคลอดบุตร การศึกษาว่าเซลล์ของต่อมน้ำนมบรรลุผลสำเร็จนี้ได้ยากในมนุษย์อย่างไร เนื่องจากเนื้อเยื่อนั้นไม่สามารถตัดชิ้นเนื้อหรือเข้าถึงได้ด้วยวิธีอื่นในระหว่างการให้นมบุตร อย่างไรก็ตาม การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าน้ำนมแม่ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมากจากต่อมน้ำนม ซึ่งเป็นวิธีที่ไม่รุกรานในการศึกษาเซลล์เหล่านี้ สำหรับการศึกษานี้ ทีมงานของ MIT ได้เก็บตัวอย่างน้ำนมแม่จากมารดาที่ให้นมบุตร 15 คน ผู้บริจาคแต่ละรายให้ตัวอย่างในหลายช่วงเวลา ตั้งแต่สามถึง 632 วันหลังคลอดบุตร นักวิจัยยังได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสุขภาพและการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตที่เกิดขึ้นตลอดระยะเวลาให้นมบุตร นักวิจัยแยกเซลล์ได้มากกว่า 48,000 เซลล์จากตัวอย่าง 50 ตัวอย่างและวิเคราะห์โดยใช้การจัดลำดับอาร์เอ็นเอเซลล์เดียว ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่สามารถระบุได้ว่ายีนใดแสดงอยู่ในเซลล์ ณ ช่วงเวลาหนึ่ง การวิเคราะห์นี้เปิดเผยเซลล์ 10 ชนิด ได้แก่ เซลล์ไฟโบรบลาสต์ เซลล์เยื่อบุผิว 2 ชนิด และเซลล์ภูมิคุ้มกัน 7 ชนิด มากกว่าครึ่งหนึ่งของเซลล์ภูมิคุ้มกันที่พวกเขาพบนั้นเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ เซลล์เหล่านี้ดูเหมือนจะแสดงยีนที่ช่วยทำให้ต่อมน้ำนมมีความทนทานต่อโปรตีนนมที่พวกมันผลิตมากขึ้น ดังนั้นพวกมันจึงไม่กระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน นักวิจัยยังพบประชากรของบีเซลล์, ทีเซลล์ และเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ แต่จำนวนของพวกมันยังน้อยเกินไปที่จะทำการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของพวกมัน เซลล์ที่มีอยู่มากที่สุดที่พวกเขาพบคือแลคโตไซต์ซึ่งเป็นเซลล์เยื่อบุผิวชนิดหนึ่ง เซลล์เหล่านี้แสดงยีนจำนวนมากสำหรับโปรตีนที่พบในน้ำนมแม่ เช่น แลคตัลบูมิน ตลอดจนผู้ขนส่งที่จำเป็นในการหลั่งโปรตีนนม สารอาหารรอง ไขมัน และส่วนประกอบอื่นๆ ของน้ำนมแม่ ในบรรดาเซลล์แลคโตไซต์ นักวิจัยได้ระบุกลุ่มเซลล์กลุ่มหนึ่งซึ่งดูเหมือนจะเป็นผู้ผลิตน้ำนมหลัก และอีกกลุ่มหนึ่งที่มีบทบาททางโครงสร้างมากกว่าในต่อมน้ำนม เซลล์แต่ละประเภทเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นชนิดย่อยเพิ่มเติม ซึ่งนักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าอาจเชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับบทบาทเฉพาะ เมื่อเวลาผ่านไป นักวิจัยพบว่าสัดส่วนของแลคโตไซต์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตน้ำนมลดลง ในขณะที่สัดส่วนที่เกี่ยวข้องกับการสนับสนุนโครงสร้างเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน ยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อฮอร์โมนโปรแลคตินมีบทบาทมากขึ้นในแลคโตไซต์ที่ผลิตน้ำนม แต่หลุดออกไปในแลคโตไซต์ที่มีโครงสร้าง นักวิจัยตั้งทฤษฎีว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับความต้องการทางโภชนาการที่เปลี่ยนแปลงไปของทารกเมื่อโตขึ้น