学术文章
焦保卫课题组在哺乳动物泌乳效率调控研究中取得进展
乳腺是哺乳动物的标志性状，它通过分泌乳汁将营养物质从母体有效地传递给后代，进而提高后代以及种群的适应力。在哺乳动物各个类群中，从有袋类动物到真兽类动物的产乳效率逐渐提高。虽然有袋类动物(如袋鼠和蜜袋鼯)和真兽类动物(如人类和小鼠)都能分泌乳汁，但它们在哺乳策略上表现出明显的差异。有袋类动物的妊娠期短，胎儿通过胎盘获得的能量有限，它们依靠在母亲育儿袋中较长的哺乳期来获取营养和生长：袋鼠的哺乳期约为300天，蜜袋鼯的哺乳期约为70-90天，而与蜜袋鼯体重相当的大鼠的泌乳期只有21天。真兽动物后代通过乳腺获得高效能量传递，使其后代能够在相对较短的时间内完成发育，并独立生存。然而，从有袋动物到真兽动物，哺乳动物高效产奶的建立机制仍不清楚。
小鼠的乳腺发育被精密调控，呈现动态循环，仅在泌乳期分泌乳汁。焦保卫研究团队发现，与胎盘哺乳动物不同的是，有袋类动物蜜袋鼯缺乏对乳汁分泌的精确调节,其乳腺发育不存在动态循环,即使在后代不需要乳汁的青春期也可以合成乳汁成分，能量浪费，泌乳调控能力低效。进一步探究发现，RNA结合蛋白FUS是这种低效率的部分原因。FUS蛋白的氨基酸序列在进化中缺失一段甘氨酸丝氨酸（GS）富集序列，使得真兽动物如小鼠和蝙蝠的FUS表达水平在泌乳期被显著下调，从而促进乳汁分泌。而有袋类动物如蜜袋鼯，由于GS富集序列的保留，其FUS水平在乳腺发育各时期保持恒定，泌乳能力较低。在转基因小鼠模型中，通过在泌乳期特异上调FUS水平，研究团队发现泌乳期过量FUS水平通过细胞周期相关蛋白而抑制乳腺上皮细胞分化，导致泌乳失败和幼崽饥饿致死（图1）。临床上，FUS水平与哺乳期妇女的产奶量呈负相关。总的来说，这些发现揭示了FUS作为产奶量的负调节因子，为有袋动物到真兽哺乳动物的产奶效率的建立提供了调控机制。
2024年5月10日，该成果以“Fused in sarcoma (FUS) inhibits milk production efficiency in mammals”为题发表在Nature communications上，在线链接为：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48428-5。中国科学院昆明动物研究所博士生邵海莉和黄吉鹏，副研究员王慧为论文共同第一作者，焦保卫研究员为论文通讯作者。该工作受到潍坊市人民医院王国磊医师与洛阳市妇幼保健院韩保卫教授等的临床样本支持，并受到施鹏、蒋学龙、石磊、刘振、陈策实、盛能印等老师的帮助和建议。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省基础研究计划项目、春城计划、西部之光等项目的资助。
图1 工作模型
