昆明动物所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。中国科学院昆明动物研究所研究员焦保卫团队发现，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。

5月10日，以上研究以Fused in sarcoma (FUS) inhibits milk production efficiency in mammals为题发表于Nature communications，昆明动物所博士研究生邵海莉、黄吉鹏和副研究员王慧为文章的共同第一作者，焦保卫为文章的通讯作者。

该研究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。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48428-5。

图1 工作模型