尼娜Notman母乳的研究揭示了如何激励新一代的婴儿配方和打开大门的治疗进展
世界卫生组织(WHO)建议母乳喂养的前六个月的婴儿是他们的生活。2010年,当我怀着我们的第一个孩子,母乳是最好的消息是在产前类灌输给我们。除此之外,我们的母亲母乳喂养我们,我们所有的朋友和家人有母乳喂养自己的孩子,我总是要母乳喂养我们的孩子。我们认为。
出生之前,我们不知道是什么,我的身体——一些不确定的原因——不产奶。什么都没有。我们的孩子喂养婴儿配方奶粉——就像数以百万计的其他父母不要母乳喂养的婴儿通过选择或必要性。
如果我们积极地选择配方饲料,我想肯定会有一个仔细的产前选择过程。在这次事件中,公式的产品我们的孩子选择喝恐慌:紧急,睡眠不足的盲目选择品牌提供儿科病房的冰箱里。我们从未改变。
大多数公式是基于奶牛的牛奶与修改,使它更适合建立人类婴儿。成分不同的品牌和产品,配方是不断发展的,我们的理解的婴儿需要繁荣发展和科学进步新成分开门。
一个或者两个勺子
医疗和公共卫生社区一致同意,母乳是婴儿的最佳食品。因此可以预料到,婴儿配方奶粉的成分正在慢慢接近母乳。最大的变化在婴儿配方奶粉近年来添加母乳寡糖(hmo)。
母乳中首次发现在1930年代,也就是人类的第三大固体成分之间的关键区别是牛奶和牛的。“他们300倍集中在母乳寡糖的牛奶相比,“说,关颖珊吴作栋,巴斯夫的一位发言人。这个跨国化工巨头制造HMO 2′-fucosyllactose (2′fl)用于婴幼儿配方奶粉。hmo也更比牛同行结构多种多样,有超过150种不同的hmo确定到目前为止在人类牛奶。
hmo不消化的,所以他们的角色不是只喂婴儿。相反,科学界的共识是,这些分子支持免疫系统,在肠道和整个身体的其他部位。但如何保持非常粗略的细节。“我们只是冰山的一角时,了解他们的广泛的潜在好处,“雀巢公司发言人说必威体育 红利账户。雀巢是一家跨国食品和饮料企业集团,生产婴幼儿配方奶粉品牌,包括HMO-containing南。
人体费心去生产超过150独特的HMO的分子,它是合理的假设,他们每一个独特的生物学作用。完全打开hmo的生物功能,因此,科学家们必须研究每一个化合物分别。然而只有少数HMO的生物功能研究,HMO研究员拉斯波德解释说,在美国加州大学圣地亚哥。即使对这些完整的故事仍然是难以捉摸的,他补充说。更多的挑战基本HMO见下面的盒子糖化学的研究。
糖化学
大约在90年首次发现以来,科学家已经精确地定位并确定150多独特的母乳寡糖的结构(hmo)母乳。这些都不是出现在相同的比例。50%的HMO在牛奶的质量是由不到20结构,”解释了史蒂文•汤森德田纳西州范德比尔特大学的化学家和HMO专家,我们。
研究个人的生物功能,科学家需要能够获得足够的每一个分子。这仍然是一个巨大的挑战。“HMO的主要原因个别物种的功能目前还不清楚是由于缺乏足够的纯化合物,”陈Xi说加州大学的化学家和HMO专家戴维斯。
一个HMO混合物可以很容易地从母乳中提取。但由于其类似的结构和物理性质,不可能再分离出150多个不同的组件,汤森解释道。
对于任何hmo注定要商业化,细菌或酵母的基因改造,使他们产生各自的hmo是最经济的选择。较小规模的研究目的,化学或酶法合成可以工作。由于其复杂的结构,hmo可以非常具有挑战性的合成。
整个合成将按一个按钮完成
汤森的小组使用化学合成。我们做了一个最简单的HMO化合物在母乳和我们花了接近两年让它,”他解释说。为了加快速度,阿列克谢•Demchenko碳水化合物化学家从圣路易斯大学,密苏里州,美国的早期发展中一个自动化HMO化学合成器。
我们的目标是合成所有母乳寡糖的核心结构,“Demchenko说。他的合成器是一个自制的平台建立的高效液相色谱法(HPLC)仪器通常是用于化合物分离。在实验的开始,高效液相色谱autosampler加载所需的单糖和试剂。“整个合成将按下一个按钮,完成“Demchenko解释道。到目前为止,他的小组已经完成了一个成功的合成目前使用他们的工具和调整生产流程来提高产量。
化学合成的hmo,复杂的保护和deprotecting策略导致最大的瓶颈。酶的合成没有这个问题,陈解释道。与酶,不需要保护什么,把东西放在一起,他们将形成你想要的链接,只要你选择正确的糖基转移酶。
到目前为止,陈的小组合成大约50个不同的hmo使用酶。这些都是分子线性核心结构;hmo支核心结构仍然躲避她。如果我们确定一个好的beta 1, 6 -N-acetylglucosaminyltransferase然后,原则上,我们可以让所有的母乳寡糖,”她说。
发酵的未来
婴儿配方奶粉含有hmo在2015年开始推出和务实的原因大多数品牌目前只包含两种寡糖:2′fl和乳N-neotetraose。都是容易大规模生产使用发酵和已被证明是安全有效的增长试验。
但在学术界,一些争议环绕的2′fl公式——它不是普遍存在于所有母乳。“大约20%的妈妈不做任何的“波德说。令人担忧的是,大自然的偶尔遗漏2′fl可能不是偶然,这可能表明,它并不是一个分子,有利于所有婴儿喂养。还有需要做大量的基础研究,在这里,波德说。
产业,与此同时,收取推进hmo的加法公式,地平线附近与更复杂的组合。丹麦科生物科学公司。汉森为例,开发了五个组件HMO混合物2′fl, 3-fucosyllactose乳N-tetraose 3′-sialyllactose和6′-sialyllactose。像巴斯夫,空空的。汉森为婴儿配方奶粉制造商成分而不是公式本身。
婴儿的我们的科学研究结果表明,该混合五hmo的积极影响消化通过改善粪便一致性和大便频率。凳子的模式类似于母乳喂养的婴儿,“Katja Parschat表示HMO在空空的研究和开发。汉森。进一步科学试验数据用hmo浓度比得上母乳预计不久,她补充道。
hmo的知识——两人的结构和生物功能的发展,所以有这些分子的愿望超过婴儿配方奶粉。他们已经为所有年龄组生命起源以前的补充剂出售,和研究人员开始探索更广泛的应用。看到盒子hmo以外的公式下面的更多细节。
hmo以外的公式
生产的主要角色母乳寡糖(hmo)在婴儿配方奶粉。他们的二次使用现成的益生元为所有年龄组可能是不可避免的后续行动。但是现在——研究人员发现,这些潜在的用途比最初预计的广阔的生物活性分子。
拉斯波德、加州大学圣地亚哥分校,领导亨特识别hmo的新医学应用。他工作是坏死性小肠结肠炎的主要疾病,严重的新生儿胃肠道问题是影响更多的人工喂养的宝宝比母乳喂养的等价物。他的小组正在开发使用的HMO disialyllacto -N-tetraose作为治疗婴儿识别发展状况的风险。
具体hmo可以用于治疗疾病,如心脏病发作和中风
波德也是加州大学的一部分,圣地亚哥,合作开发一个医疗点诊断测量disialyllacto——的数量N-tetraose母乳。如果我们测量这些保护低聚糖在妈妈的奶,或捐赠牛奶产品,然后我们可以确定合适的批次给一个早产婴儿罹患此病的风险,”波德说。
波德和他的合作者在早期探索hmo的使用来治疗和预防成人疾病包括慢性炎症。我们所示的动物特定的hmo可以用于治疗疾病,如心脏病发作和中风,”他说。但这仅仅是个开始,波德补充道。”我们深机械的了解所有这些低聚糖在细胞分子水平上(在母乳喂养期间),这将使我们能够开发新的疗法基于这些组件的所有其他年龄组以及婴儿的人。”
酝酿了蛋白质
虽然公式公司仍然集中在碳水化合物组成来推动他们的配方奶接近自然产生的,两家创业公司正在处理另一个主要组件的教化母乳:蛋白质。
新加坡TurtleTree入手乳铁蛋白,母乳中蛋白质非常丰富,已知的抗菌性。乳铁蛋白也自然存在于牛的奶,虽然有着微妙的不同结构和浓度明显降低。补充牛乳铁蛋白从牛奶中提取自1980年代以来已添加到婴儿配方。
我们能够再现母乳中的蛋白质
TurtleTree使用精密发酵生产乳铁蛋白。它是培养在生物反应器中使用微生物,在TurtleTree根据杰斯阮,业务经理。这些宿主细胞繁殖速度快就像啤酒酿造过程中,使用成本相对较低增长的营养,然后分泌出的靶蛋白纯化,非常接近母乳本身的蛋白质,“阮说。
乳铁蛋白发射计划到2022年中期,Nguyen说,制造业正在加大和科学测试进行了监管机构的批准。牛乳铁蛋白也出售作为成年人,提高免疫力的补充和TurtleTree计划与产品目标市场。
Helaina,初创公司的总部设在纽约,我们正在生产human-identical蛋白质包含在婴儿配方奶粉。它也使用精密发酵。我们一个微生物表达平台,我们内部开发,“Helaina创始人劳拉·卡茨说。我们能够重建母乳中的蛋白质相同的序列和转录后修饰类似的母乳中找到。
Helaina蛋白质尚未宣布它计划先商业化也不透露任何时间市场。但是——至于TurtleTree计划远比仅仅一两个人性化的蛋白质。最终,Katz希望Helaina繁殖母乳的每一个主要组成部分分别在实验室里,然后把它们混合在一起形成一个人类的婴儿配方奶粉。
细胞培养母乳
TurtleTree也旨在制造一个完整的人类牛奶产品,但使用不同的工具集。该计划是说服人类细胞在生物反应器生产母乳:细胞培养母乳。
我们可以使牛奶在体外,如果我们能以正确的方式生长的细胞
另一个启动同时也尝试同样的追求。莱拉斯特里克兰,Biomilq的创始人之一,说她梦想的想法细胞培养2009年母乳而努力母乳喂养她的儿子。在细胞生物学博士后,她跳进试图理解的生物原因她面临的挑战。思想只是来找我,我们可以使牛奶在体外如果我们能种植细胞以正确的方式,”斯特里克兰说。
乳腺上皮细胞的核心Biomilq和TurtleTree过程。在自然界中,这些细胞位于层在他们产奶的乳房组织指令从荷尔蒙的使者。他们从血液吸收营养层的一侧和分泌牛奶另一边,为乳腺模块。类似的生物反应器中发生的。细胞排列在一层,从下面的细胞培养基营养吸收细胞和人类牛奶上面流出。
斯特里克兰是清楚生物反应器生产的牛奶不是母乳。这不会复制同样的母乳的品质和特性,”她说。betway必威游戏下载大全然而,其成分接近母乳的比bovine-based公式。它只有两个缺失的元素——抗体(这些都是由不同的细胞在体内)和微生物的机会转移从母亲到婴儿。
无论如何,如果有更密切的类似母乳最终可以大规模生产在婴儿喂养这将预示着一个新时代。当然,有许多障碍离开之前跳这个想法成为现实。Biomilq和TurtleTree承认这将是多年来在细胞培养母乳之前准备大规模生产。
面临重大挑战,包括识别和采购最好的细胞类型,扩大生产过程,获得监管部门的批准是一个非常新颖的产品和如何生产的牛奶和牛一样的大概的价格公式。
家长配合饲料可能继续热烈欢迎婴儿配方的进一步教化——无论是通过hmo,类似人类的蛋白质或创建一个near-real-deal在实验室里成长。然而,支持这些产品并不是非常普遍的。人们担心,更好的配方喂养选项可能吸引更多的家长不进行母乳喂养——所有医生和公共卫生专家认为是有害的。这样一个意想不到的结果是一个有效的担忧,但它应该阻碍婴儿配方奶粉创新时,根据世界卫生组织的调查,只有40%的六个月以下的婴儿是母乳喂养全球?这是其中的一个难题,化学没有简单的答案。
尼娜Notman位于索尔兹伯里的科学作家,英国
2021年11月16日更新:乳的结构N-tetraose是纠正
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