初产荷斯坦牛初乳蛋白质组特征及其与免疫球蛋白G浓度的关联研究

编辑推荐：为解决初乳质量评估单一依赖IgG浓度的问题，Ezequias Castillo-Lopez团队通过定量鸟枪法蛋白质组学分析初产荷斯坦牛初乳，发现428种蛋白质主要参与补体激活、免疫调节等通路，优异品质初乳中补体C3(Q2UVX4)、α-S1-酪蛋白(P02662)等关键蛋白显著差异表达，为优化犊牛被动免疫策略提供新依据。

　　

初乳是新生犊牛获取被动免疫的唯一来源，但传统评估仅关注免疫球蛋白G(IgG)浓度，忽略了其他功能性蛋白质的协同作用。现有技术如初乳密度计和单向免疫扩散法(SRID)存在温度敏感性、无法检测特定蛋白等局限。更关键的是，低IgG初乳喂养的犊牛仍可能出现免疫失败，暗示初乳中其他免疫相关蛋白可能发挥重要作用。维也纳兽医大学联合Christian Doppler创新家畜肠道健康研究中心的Ezequias Castillo-Lopez团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表研究，首次系统解析初产荷斯坦牛初乳蛋白质组特征及其与IgG浓度的关联。

研究采用18头初产荷斯坦牛队列，通过SRID测定初乳IgG浓度后分为差（IgG≤41.82 mg/mL）、中（41.82-52.78 mg/mL）、优（≥64.68 mg/mL）三组。关键技术包括：1）基于Orbitrap高分辨质谱的定量蛋白质组学分析；2）STRING数据库构建蛋白质互作网络；3）PANTHER进行功能富集分析；4）Pearson相关性评估初乳蛋白与母牛血液球蛋白、犊牛被动免疫的关联。

结果部分，"整体初乳蛋白质组及高丰度蛋白"显示平均每样本鉴定428种蛋白，补体C3(Q2UVX4)以最高丰度位列第一，其次是α-S1-酪蛋白(P02662)和Ig样结构域蛋白(A0A3Q1M032)。这些蛋白主要参与15类生物学过程，包括细胞过程(GO:0009987)、免疫系统过程(GO:0002376)等。"初乳IgG含量对蛋白质组特征的影响"发现优质初乳中补体因子I(A0A3Q1MIF4)、脂钙蛋白(A0A3Q1MRQ2)等6种蛋白显著上调（P<0.05），而肝细胞生长因子激活剂(E1BCW0)等3种蛋白下调，导致补体替代途径激活(GO:0006957)等通路富集。"蛋白质互作与功能富集"网络揭示补体成分与丝氨酸蛋白酶抑制剂（Serpins）的协同作用，如α-1-抗胰凝乳蛋白酶(A2I7N3)通过抑制蛋白酶保护IgG完整性。"初乳蛋白与母体血液指标及犊牛免疫的关联"显示母牛产前血液球蛋白水平与初乳触珠蛋白(Q2TBU0)呈正相关（r=0.60），而犊牛被动免疫与抗菌肽cathelicidin-7(P56425)显著相关。

结论指出初乳IgG浓度与补体系统蛋白、抗菌蛋白等存在强关联，优质初乳具有更完善的免疫保护网络：1）补体C3(Q2UVX4)作为"先天免疫瑞士军刀"协同IgG增强病原清除；2）多聚免疫球蛋白受体(P81265)促进分泌型IgA/IgM转运；3）乳铁蛋白(P24627)通过铁螯合发挥抗菌作用。该研究突破传统以IgG为单一质量标志的局限，提出初乳蛋白质组整体评估新范式，为通过营养干预（如围产期硒补充提升谷胱甘肽 peroxidase活性）优化初乳质量提供理论依据。未来需进一步探究母牛产前营养状态与初乳蛋白质组的关联，以及特定蛋白（如补体C6(F1MM86)）对犊牛肠道免疫发育的影响。