国際乳組成物 (IMiC) コンソーシアム (IMiC)

母乳の組成: 母乳は、乳児に栄養を与え、免疫システムが成熟するまで感染から保護するために、何百万年もかけて進化してきた非常に複雑な生体液です。 完全な栄養を提供することに加えて（つまり 主要栄養素と微量栄養素)、牛乳は乳児の成長、発達、健康をさらにサポートする生理活性成分を提供します。 これらには、免疫グロブリン、抗体、ホルモン、成長因子、プレバイオティクス オリゴ糖、およびプロバイオティクス バクテリアが含まれます。 ミルクの組成は、若い子孫の成長要件に応じて、各哺乳類の種に特に適合しています。 たとえば、母乳の平均エネルギー含有量は約 70 kcal/100g ですが、ロバのミルクは 38 kcal/100g、マウスのミルクは 171 kcal/100g です。 マウスはわずか 2 つのミルクオリゴ糖を生成しますが、人間は 150 以上を生成します。 人間の間でさえ、牛乳の組成は非常に多様です。たとえば、エネルギー含有量は 57 ～ 83 kcal/100 g の範囲であり、オリゴ糖濃度は 5 ～ 25 g/L の範囲です。

驚くべきことに、この変動の決定要因と結果についてはほとんど知られていません。 研究者は、IMiC コンソーシアムで以下の乳成分を研究し、個々の女性間およびさまざまな地理的環境における変動性と、乳児の成長との関連性を理解します。 さらに、これらの分析を導くために、プロジェクトの 1 年目に IMiC メンバーによって母乳成分と乳児の成長のレビューが行われます。

優先コンポーネント (すべてのサンプルで分析):

多量栄養素には、炭水化物（主に乳糖）、タンパク質、脂質が含まれます。 脂質は、母乳のエネルギー量の約 50% を提供します。 乳脂質の大部分 (98%) はトリアシルグリセリドであり、残りはジアシルグリセリド、モノアシルグリセリド、遊離脂肪酸、リン脂質、およびコレステロールで構成されています。 母乳の脂肪酸プロファイルは、母親の食事や遺伝学に関連して変化します。特に、アラキドン酸やドコサヘキサエン酸などの長鎖多価不飽和脂肪酸 (LCPUFA) は、免疫機能や神経発達に寄与します。

微量栄養素の質と濃度は、母親の栄養失調によって損なわれる可能性があります。 牛乳に含まれる微量栄養素には、ミネラル (例: 亜鉛、カルシウム、リン、マグネシウム、ヨウ素、セレン) およびビタミン (A、B1、B2、B6、B12、C、D、E; 葉酸、コリン)。

免疫グロブリン (Ig) は、IgA、IgM、および IgG を含む母乳に移行します。 幼児は未熟な適応免疫を持って生まれ、病原体に対する防御のためにこれらの母親の抗体に依存しています。 可溶性 IgA (sIgA) は、母乳の優勢な抗体です。 sIgA-抗原複合体は腸の樹状細胞に取り込まれ、抗原認識を可能にします。

サイトカインは、免疫活動に影響を与える腸のバリアを通過できる多機能ペプチドです。 牛乳由来のサイトカインには、抗炎症性トランスフォーミング増殖因子 (TGF)-b、インターロイキン (IL)-10 および IL-7、炎症誘発性腫瘍壊死因子 (TNF)-a、IL-6、IL-8、およびインターフェロン ( IFN)-g.

ラクトフェリンは、多くの細菌、ウイルス、真菌に対する抗菌活性を持つ鉄結合糖タンパク質です。 オステオポンチンは、人乳に高濃度で存在する広範囲にリン酸化された酸性糖タンパク質です。 免疫機能、腸の発達、脳の発達に影響を与えます。

母乳中の成長因子とホルモンは、乳児の腸管、血管系、神経系、および内分泌系に幅広い影響を及ぼします。 新生児の腸に局所的に作用するものもあれば、「漏れやすい」幼児の腸を介して体循環に吸収されるものもあります。 上皮成長因子 (EGF) は、腸粘膜の成熟と治癒に重要です。 インスリン様成長因子 (IGF) は、組織の成長を促進します。 代謝ホルモンであるレプチン、インスリン、アディポネクチン、およびグレリンは、エネルギー保存、食欲、乳児の BMI を調節します。

母乳オリゴ糖 (HMO) は、母乳の 3 番目に豊富な成分です。 100 以上の異なる HMO が特定されています。 これらの構造的に多様な炭水化物は乳児によって消化されませんが、乳児の腸内細菌によって代謝され、発達中のマイクロバイオームの形成を助ける選択的な基質を提供します. さらに、HMO は可溶性のおとり受容体として機能し、乳児の粘膜表面への病原体の付着を防ぎ、ウイルスや細菌感染のリスクを低下させます。 HMO はまた、上皮および免疫細胞の応答を調節し、脳の発達に重要な栄養素であるシアル酸を乳児に提供する可能性があります。 CHILDコホートでは、研究者は、遺伝的分泌状態を超えて、HMO組成が民族性、授乳期、産卵数、地理的位置、収集の季節、および母乳育児の排他性に関連していることを観察しました。

オミクスアプローチは、母乳中のペプチド、タンパク質、脂質、および代謝物の完全なスペクトルを広く評価するために適用されます。 ターゲット メタボロミクス分析は Biocrates プラットフォーム (約 500 の代謝物) を使用して実施され、非ターゲット メタボロミクス分析は Sapient Bioanalytics によって質量分析によって実施されます。

微生物は母乳中に存在します。 文化に依存した独立した (配列決定に基づく) 研究により、健康な母親の母乳に細菌や真菌が存在することが確認されています。 CHILDコホートでは、乳児の性別、授乳方法、母親のBMI、および母親のアトピーによって、乳微生物叢の組成が異なることが研究者によって発見されました。 母乳で育てられた乳児は、1 日あたり 10^4 ～ 10^6 の細菌を摂取すると推定され、乳児の腸、口腔、および気道に種をまく生きた微生物の供給源を提供します。 母体の腸、乳汁、乳児の腸の間の菌株の類似性を示す研究は、この仮説を支持しており、ビフィズス菌属の菌株を発見しています。 母乳と乳児の便の間で共有される分類群の大部分を構成します。 低所得者層から中所得者層 (LMIC) の環境を含め、乳児の成長、代謝、および感染症からの保護における腸内微生物叢の中心的な役割を考えると、これらの根本的に重要な腸内微生物の起源を人生の早い段階で理解することが重要です。

IMiC の第 2 の目的は、サイト間のデータ統合をサポートして、1) 母親の健康と栄養介入が母乳組成に及ぼす影響、および 2) 乳児の健康、成長、発達との関係に関連する重要な質問に答えることです。 各サイトは独自のデータを所有し、独自の助成金/研究で当初意図されていたように、サイトごとにこれらの同じ質問に個別に対処します.