哺乳动物乳汁是新生幼崽早期生命阶段的主要营养来源，其成分的复杂性和动态变化一直以来都是泌乳生物学领域研究的核心内容。乳汁绝非是营养物质的简单机械混合，而是一个富含生物活性成分的复杂体系，这些成分相互协同，共同发挥独特的生物学效应。
近年来，单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术的出现为乳源细胞研究带来了革命性突破。该技术能够在单细胞分辨率下获取基因组、转录组及表观遗传学等多组学信息，从而精准解析细胞间的异质性，为深入揭示乳源细胞的组成、功能及其在乳腺发育、生理调控和病理变化中的作用机制提供了强有力工具。
东北农业大学食品学院的任佳慧，北京三元食品股份有限公司的张珍珍、陈历俊*等详细概述乳中各类细胞的类型及其生物学特征，随后阐述scRNA-seq技术的原理与优势，最后重点总结该技术在乳源细胞研究领域的应用，希望能为乳源细胞研究提供一定的理论参考。
01
乳源细胞的主要类型
哺乳动物的乳汁是一种复杂的生物液体，不仅为后代提供必要的营养物质，还含有多种功能性细胞，包括管腔上皮细胞、基底上皮细胞、免疫细胞和干细胞等（表1）。这些细胞在母体与后代中各自发挥着不同的作用。管腔上皮细胞和基底上皮细胞主要负责乳的合成和分泌，同时参与乳腺组织的重建和修复。免疫细胞在乳中起到免疫防御作用，帮助哺乳动物新生个体抵抗病原体入侵。乳中的干细胞具有自我更新和多向分化潜能，可能参与新生个体组织的发育和修复。这些细胞的协同作用不仅保障了新生儿和幼仔的营养需求，还为其提供了免疫保护和发育支持，对母体和后代健康具有重要意义。
1.1 管腔上皮细胞
根据分化状态和功能异质性，乳中的管腔上皮细胞根据分化状态和功能异质性，可分为管腔祖细胞和成熟管腔细胞，二者共同维持乳腺的发育、功能调控及病理状态下的动态平衡。研究表明，这些细胞均起源于乳腺干细胞，并在乳腺的生长、发育及功能调控中发挥关键作用。
1.1.1管腔祖细胞
管腔祖细胞在乳腺发育中扮演着极为关键的角色。研究表明，管腔祖细胞通常表达CD49f和EpCAM标记物。其中，CD49f是基底细胞和干细胞的重要标记物，而EpCAM则广泛表达于上皮细胞中，这也赋予了管腔祖细胞独特的细胞标识。青春期乳腺发育的主要特征包括导管的延长、分支和增生，这一过程受到多种激素的调控，尤其是雌激素和孕激素的作用。雌激素刺激乳腺导管的延长和分枝，而孕激素则促进导管的增生和分支形成。此外，生长激素和胰岛素样生长因子1也在青春期乳腺发育中起重要作用，它们通过与雌激素协同作用，促进导管上皮细胞的增殖和分化。在妊娠和泌乳期，部分管腔祖细胞可进一步分化为腺泡细胞，形成乳腺腺泡，并负责乳汁的合成与分泌。有研究表明，Kindlin-2在肌上皮细胞中是妊娠期管腔祖细胞向腺泡细胞分化的重要调控因子。Wang Zhenbin等利用5 种不同基因修饰的小鼠模型并结合scRNA-seq技术进行研究，发现肌上皮细胞中缺失Kindlin-2会显著影响乳腺形态发生、腺泡细胞形成及泌乳功能。机制研究显示，Kindlin-2缺失会导致信号转导和转录激活因子（STAT）3活化及δ样配体1上调，从而激活管腔细胞中的Notch信号通路，进而抑制妊娠期管腔祖细胞的分化和成熟。单细胞谱分析进一步证实，Kindlin-2的缺失会导致成熟腺泡细胞比例显著下降。此外，通过应用橘皮素抑制Notch1信号，可部分恢复Kindlin-2缺失小鼠妊娠期管腔祖细胞的正常分化能力。这一研究表明该信号轴通过抑制管腔细胞的Notch通路从而促进管腔祖细胞向腺泡细胞分化。
管腔祖细胞不仅在正常乳腺发育和功能中起重要作用，还与乳腺疾病的发生密切相关。乳腺癌是一种多样化的疾病，可根据分子基因特征至少分为6 种临床相关亚型，这些亚型大致归属于“基底型”或“管腔型”两大类。多项研究表明，乳腺癌的不同亚型起源具有异质性，可能起源于乳腺上皮细胞发育进程中的不同阶段，而管腔祖细胞被认为是乳腺癌的潜在起源细胞，例如乳腺癌亚型（如基底样乳腺癌和管腔A/B亚型）细胞。哈佛大学医学院的研究团队通过scRNA-seq揭示了三阴性乳腺癌（TNBC）的亚克隆异质性及其与侵袭性疾病状态的关联。研究人员对未经治疗的原发性TNBC肿瘤细胞进行了scRNA-seq，结果证实其存在明显的细胞异质性。通过聚类分析，他们识别出5 个不同的上皮细胞群，其中第2细胞群具备较高的增殖能力。进一步研究发现，该细胞群具有乳腺癌起源细胞——管腔祖细胞的特征，并被认定为是一种恶性细胞亚群。由于其强大的增殖潜能，该亚群可能在推动肿瘤进展方面发挥关键作用，并与TNBC患者较差的生存预后密切相关。因此，深入研究管腔祖细胞的生物学特性及其调控机制，对于理解乳腺疾病的发病机制和开发新的治疗策略具有重要意义。
1.1.2成熟管腔细胞
成熟管腔上皮细胞的形成通常经历从未分化状态到分化的多阶段进程。例如，在乳腺发育过程中，未分化上皮细胞逐渐分化为成熟管腔细胞，与周围的其他细胞和组织共同维持乳腺的正常形态结构，并通过基因表达调控完成功能特化。在女性生理周期中，成熟管腔上皮细胞的数量和活性会随着激素水平的变化而改变，这是乳腺正常生理功能的一部分。成熟管腔上皮细胞包括多种功能亚群，如激素反应性上皮细胞和分泌上皮细胞，这两种细胞均表达典型的标志物角蛋白（CK）8和CK18，它们在导管和小叶中共存。激素反应性上皮细胞是乳腺中的一类特殊细胞，位于乳腺导管的管腔中，从分子标志物的表达来看，这类细胞通常呈现出高表达雌激素受体/孕激素受体（ER/PR）的特征，这显示出其对雌激素和孕激素信号的高度敏感性。ER和PR是乳腺上皮细胞中重要的激素受体，ER主要在乳腺导管的基底细胞中表达，而PR则在腺泡细胞中表达，两者共同调控乳腺的生长和发育，这种协调表达是确保乳腺功能正常的基础。在女性生理周期中，成熟管腔上皮细胞的数量和活性会随着激素水平的变化而改变，这是乳腺正常生理功能的一部分。在某些病理状态下，如乳腺增生和乳腺癌，管腔中的激素反应性上皮细胞会表现出异常的形态、增殖速率和功能，这些异常可能与受体突变、信号通路异常或遗传背景有关。管腔分泌上皮细胞具有分泌功能，主要负责乳汁的合成与分泌。在激素（如催乳素）的刺激下，它们通过激活Janus激酶2（JAK2）/STAT5信号通路上调乳蛋白（如β-酪蛋白、乳铁蛋白等）基因的表达，促进乳汁中各种成分的合成，并通过生化反应和物质运输将营养物质和活性物质输送到乳腺导管管腔中，最终形成乳汁。这一过程对新生儿的发育和乳腺内的稳态维持至关重要。在青春期和妊娠期，这些细胞在激素的作用下增殖和分化，形成乳腺导管的管腔和小叶结构，这些结构的形成对于维持正常乳腺功能和泌乳是必要的。管腔分泌上皮细胞也与乳腺疾病相关，通常在疾病状态下，这些细胞会表现出异常的增殖、分化或功能障碍。深入研究这些细胞可以进一步揭示乳腺疾病的机制，并为开发新的治疗方法提供依据。
1.2 基底上皮细胞
基底上皮细胞是乳腺上皮的基底层细胞，它们位于导管的基底部，与结缔组织直接接触，并通过基底膜与外界隔开，通常与腔面上皮细胞共同构成乳腺导管的双层结构。它主要来源于乳腺组织内的干细胞或祖细胞，其特征性分子标志物如细胞CK5和CK14等。基底乳腺上皮细胞具有较高的祖细胞活性和可塑性，它们可以分化为肌上皮细胞。肌上皮细胞位于乳腺腺泡的外表面，表达多种收缩相关的蛋白，如肌动蛋白、肌球蛋白和钙调蛋白，能够进行有效的收缩，这种收缩能力是泌乳过程的核心动力，确保乳汁能够顺利流动。在哺乳期，催乳素的作用尤为重要。当婴儿吸吮乳头时，刺激神经末梢释放催乳素，进一步促进乳腺肌上皮细胞的收缩，从而增加乳汁的分泌和排出量。基底上皮细胞是乳腺导管形成和重塑的关键细胞类型，它们通过与腔上皮细胞共同形成双层结构，参与导管的构建和扩展。基底上皮细胞具有分泌功能，能够产生多种细胞外基质（ECM）成分，包括IV型胶原、层黏连蛋白和纤维连接蛋白等，这些成分对基底膜的形成和功能至关重要。基底膜不仅为上皮细胞提供物理屏障，还通过与ECM的相互作用调控细胞行为，如迁移、增殖和分化。例如，IV型胶原是基底膜的重要结构成分，能够提供分子支架并参与细胞黏附和迁移。Nyquist等通过对人乳细胞进行scRNA-seq测序，发现人乳中存在极少数基底上皮细胞。同样，Zorc等在对牛乳进行scRNA-seq测序时也得到了相似的结果，牛乳中同样仅存在极少数基底上皮细胞。有研究推测这些基底上皮细胞可能是在乳腺上皮的动态更新或损伤修复过程中进入乳汁。
1.3 免疫细胞
乳中的免疫细胞是指存在于乳汁内并发挥免疫防御功能的各类细胞，这些细胞包括淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞等。这些细胞共同构成了一个复杂的免疫细胞群体，在乳汁中共同发挥免疫功能，以维护后代健康。早在20世纪60年代后期，研究人员即发现初乳中富含白细胞，由于早期主要依赖视觉识别，白细胞的浓度常被高估，长期以来白细胞被认为是是母乳中最丰富的细胞。近年来，随着流式细胞术等先进技术的逐渐应用，研究人员能够更精确地识别和定量母乳中各种细胞类型。最新数据显示，白细胞仅占健康母亲成熟乳中细胞的一小部分（＜2%）。而不同的泌乳阶段，乳汁中白细胞的数量和组成也会发生变化，Trend等使用流式细胞术对健康女性母乳中的白细胞亚群进行鉴定和定量分析，发现初乳中约含有白细胞1.46×105 个/mL，过渡期（产后8～12 d）和成熟乳（产后26～30 d）中的数量分别减少至2.75×104 个/mL和2.37×104 个/mL。Trend等的研究还揭示，母乳中的白细胞亚群比之前认为的更加多样化，鉴定出的主要的白细胞类型是骨髓前体细胞（9%～20%）、中性粒细胞（12%～27%）、未成熟粒细胞（8%～17%）和非细胞毒性T细胞（6%～7%）。作为主动免疫的重要组成部分，乳源白细胞能够增强婴儿的免疫能力，同时可能在防止乳腺感染方面发挥关键作用。
乳中免疫因子从母亲到婴儿的转移开始于子宫内，并在产后通过母乳喂养得以延续。来自动物研究的证据表明，母乳白细胞能够通过婴儿的消化道存活下来，并进一步从胃肠道转移至血液以及远端部位，如淋巴结、脾脏和肝脏等。乳中的免疫细胞凭借其多样的来源、独特的特性和功能，在母婴健康中发挥关键作用。例如，母乳中的先天性淋巴细胞通过母乳传递到婴儿肠道，直接参与肠道免疫系统的发育和调节。上皮内淋巴细胞在肠道上皮细胞中表达特定整合素（如整合素αEβ7），并与E-钙黏蛋白相互作用，可能参与口腔免疫耐受的形成，降低相关疾病风险。乳中的免疫细胞凭借其多样的来源、独特的特性和独特的免疫功能，对这些免疫细胞的深入研究有助于进一步理解母乳喂养的重要性以及母婴免疫传递的机制。
1.4 干细胞
2007年，研究人员发现了母乳中表达干细胞标记物CK5和巢蛋白，证明了母乳中存在干细胞。人母乳干细胞（hBSCs）是从母乳中分离得到的一类独特的干细胞，具有自我更新和多向分化的能力。Hassiotou等观察到，在hBSCs的增殖过程中，类似于人类胚胎干细胞（hESCs），hBSCs表达与细胞自我更新相关的核心多能因子——八聚体结合转录因子4（OCT4）、SRY盒转录因子2（SOX2）和Nanog同源盒转录因子（NANOG），支持其自我更新。当培养在小鼠成纤维细胞上时，hBSCs形成类似于hESCs的克隆集落。2010年，Patki等进一步探究hBSCs的分化特性，发现hBSCs和诱导多能干细胞具有相似的特性，能够分化成3 种细胞类型：形成导管和小泡基底层的肌上皮细胞、导管内壁的导管上皮细胞，以及合成乳汁蛋白的腺泡上皮细胞。也有研究发现hBSCs具有分化成三胚层细胞的能力，包括中胚层细胞，如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和心肌细胞；内胚层细胞，如胰腺β细胞和肝细胞；以及外胚层细胞，如少突胶质细胞、星形胶质细胞和神经元样细胞（图1）。然而，尽管对hBSCs的特性有了诸多发现，目前仍缺乏对hBSCs分化过程精确调控因素的深入理解。但随着scRNA-seq和空间转录组学等前沿技术的快速发展，未来的研究预计能精确揭示hBSCs在单细胞水平上的潜在功能和分化轨迹，为全面了解其生物学特性提供机会。而从hBSCs对婴儿发育的影响来看，hBSCs可能在母乳喂养过程中转移到婴儿体内，在多种器官、组织和神经系统发育中的发挥重要作用。Allah等将PKH26标记的兔子乳腺间充质干细胞（BMSCs）样细胞悬浮在2 mL DMEM中，喂给兔子并追踪它们在不同器官中的嵌合情况。结果发现，BMSCs样细胞可以转移到后代的器官，如肝脏、软骨、骨骼和十二指肠。与喂食初级乳腺成纤维细胞或DMEM对照组的兔子相比，BMSCs样细胞喂养组的体质量显著增加，所有器官中过度表达细胞周期蛋白——增殖细胞核抗原和细胞周期蛋白D1，并且肝脏和软骨中细胞增殖增加。研究人员由此推测hBSCs也可能通过婴儿的肠黏膜进入血液，达到各个器官和组织，促进发育、修复和再生，这在婴儿早期发育和生长中发挥着关键作用。
类似地，Pipino等从牛乳中分离并鉴定出具有干细胞样特性的细胞群，称为牛乳干细胞（bMSCs）。这些细胞具有贴壁生长特性，呈现出由上皮细胞和梭形细胞组成的异质细胞群特征。免疫表型分析显示，牛乳细胞表达典型的上皮细胞标志物，如E-钙黏蛋白、CK14、CK18和平滑肌肌动蛋白。值得注意的是，30%～40%的牛乳细胞亚群持续表达间充质表面抗原CD90、CD73和CD105，并且这些细胞的细胞核内存在干性标志物SOX2和OCT4的转位现象。研究还证实bMSCs能够分化为成骨细胞、成软骨细胞和脂肪细胞。在奶牛体内，乳腺干或祖细胞的数量和活性可能是影响泌乳的关键因素。干细胞能够分化为乳腺上皮细胞，从而增加乳腺上皮细胞的数量，提高泌乳量并延长泌乳期。此外，乳腺干细胞通过促进奶牛青春期乳腺的发育以及在乳腺炎诱导损伤中的组织修复，对提高泌乳效率发挥着重要作用。这些发现进一步表明，乳源干细胞具有多向分化潜能。
02
scRNA-seq技术
2.1 scRNA-seq技术简介
scRNA-seq技术是指在单细胞水平上对基因组进行高通量测序分析的技术。自2009年Tang Fuchou等成功开发scRNA-seq技术以来，该技术得到了显著发展。scRNA-seq技术能够精确解析单个细胞的转录组特征，为研究同一生物体内不同类型细胞间的异质性提供了强有力的工具。借助scRNA-seq技术，研究人员能够在转录组水平上对单个细胞进行精确分类、鉴定和功能表征，这有助于发现罕见但功能重要的细胞群体。与传统方法相比，scRNA-seq技术的显著优势在于无需进行选择性细胞分离就可对单个细胞中的RNA或DNA进行定量分析。此外，它还能与荧光激活细胞分选、配体-受体相互作用分析和空间转录组学技术联用，用于分析细胞间的相互作用、细胞的空间位置以及分子间的串扰。随着细胞分选、核酸提取等技术的不断进步，scRNA-seq技术也取得了长足的进步。在众多适用于scRNA-seq技术的平台中，10x Genomics、BD Rhapsody以及Fluidigm C1等较为常用（表2）。10x Genomics单细胞转录平台凭借成本效益和通量方面的显著优势，成为目前应用最为广泛的scRNA-seq测序方法之一，在相关研究中备受青睐。随着微流控技术和高通量测序技术的进步，基于液滴微流控、微孔板自动化和组合索引等新型scRNA-seq技术应运而生，极大地提高了scRNA-seq的通量，降低了成本，并简化了实验流程。
2.2 scRNA-seq技术的实验流程
scRNA-seq技术的实验流程包括以下关键步骤：首先是单细胞悬液制备，这一步需要将组织样本通过机械解离、酶消化等方法处理成单细胞状态，或者将液体样本离心取细胞沉淀，确保细胞的完整性和活性。接着进行单细胞捕获，可采用多种方法，如基于微流控芯片的液滴法、微孔板法等，将单个细胞精准地捕获到特定的反应体系中。捕获后的单细胞经逆转录得到互补DNA（cDNA），逆转录过程需要特定的逆转录酶和引物，将细胞内的RNA逆转录为cDNA。最后对cDNA进行扩增，以增加DNA的量，以满足后续测序的需求。测序完成后，需要进行一系列下游分析，以确保数据的准确性和可解释性。首先，进行碱基检测，通过特定的算法和软件识别测序数据中的碱基。随后开展多重分离、比对及基因识别，将测序得到的短序列与已知的基因组序列进行比对，确定其在基因组中的位置并识别对应的基因。最后，通过数据可视化与解读，将庞大复杂的测序数据以直观的图表等形式展示出来，便于研究者分析和理解（图2）。
2.3 scRNA-seq技术在乳源细胞中的应用
scRNA-seq技术已经在乳腺细胞研究中取得了显著进展，近年来，scRNA-seq技术在乳源细胞中的研究为揭示乳腺生理功能和细胞异质性提供了新视角（图3）。传统研究方法如显微镜观察、流式细胞术和批量RNA测序虽为乳源细胞研究奠定了基础，但存在明显的局限性。显微镜观察虽能直观地看到细胞形态，但无法提供分子水平信息；流式细胞术能够分析细胞表面标志物，但对细胞内基因表达情况了解有限；批量RNA测序虽可提供基因表达谱，但掩盖了细胞间的异质性，无法反映单个细胞的特性。scRNA-seq技术的出现解决了这些问题，能够在单细胞水平上进行无偏倚、高通量、高分辨率的转录组分析，精确揭示每个细胞的转录组信息，并发现新的细胞类型。自Tang Fuchou等报道scRNA-seq技术以来，Smart-seq、Drop-seq、10x Genomics等一系列技术的问世显著提高了scRNA-seq的通量和准确性，为乳源细胞研究提供了有力工具。
2.3.1 scRNA-seq技术在人乳细胞研究中的应用
在人乳细胞研究方面，2020年，Carli等认为人乳中细胞是潜在的“液体乳腺活检”宝贵资源，可用于非侵入性研究泌乳生理学。其运用scRNA-seq测序技术对患有饮食控制型妊娠期糖尿病且泌乳正常的女性母乳进行研究，鉴定母乳来源的乳腺上皮细胞及其转录特征，全面表征了两名产后两周母亲乳样本中的3 740 个细胞。这些细胞中大多数细胞是管腔上皮细胞，它们表达α-乳清蛋白和β-酪蛋白，且CK8和CK18呈阳性。少数细胞是CK14阳性的基底上皮细胞，同时存在少量免疫细胞。对各细胞簇间差异基因表达进行分析，鉴定出6 种可能不同的乳腺管腔上皮细胞亚群特征，这表明乳腺管腔上皮细胞之间可能存在细微的功能差异，其中一个细胞簇同时对祖细胞标记物和成熟乳转录本呈阳性。2022年，Twigger等通过分别采集了9 名捐赠者的母乳和7 名捐赠者的非哺乳期乳腺组织，分离得到110 744 个活的乳腺细胞，对这些细胞进行scRNA-seq分析。结果发现，人乳中主要包含管腔谱系的上皮细胞，即管腔细胞群1和管腔细胞群2以及免疫细胞。对乳源细胞的进一步转录组分析确定了两种不同的分泌细胞类型，它们与管腔祖细胞有相似之处，但未发现可以响应激素的细胞群。具体而言，通过鉴定哺乳期乳腺中正常功能相关的基因表达特征，并与癌症基因组图谱中不同乳腺癌分子亚型的转录特征进行对比，发现管腔祖细胞和管腔细胞群2特征基因在基底样乳腺癌中显著上调，而管腔细胞群1特征基因则未见明显变化。这提示乳腺在妊娠及哺乳期间的细胞分化状态与某些乳腺癌亚型（特别是基底样乳腺癌）的起源或演变过程可能存在关联。Nyquist等利用scRNAseq检测分析了15 名捐赠者产后3～632 d不同哺乳阶段人母乳中细胞的转录特征。结果发现，人母乳中的大多数细胞是泌乳细胞，这是一种特殊的上皮细胞亚群，并且细胞类型的频率随着哺乳阶段而改变，后期上皮细胞的多样性更高。该研究鉴定出人母乳中存在几个巨噬细胞亚群，这些亚群细胞具备免疫耐受功能，可在哺乳期保护乳腺。2023年，Cansever等利用多参数流式细胞术和scRNA-seq技术鉴定出1 种小鼠母乳特有的巨噬细胞群体，它与妊娠前存在的两种驻留型巨噬细胞亚群截然不同。这种特有的巨噬细胞群体主要来源于单核细胞，并且在哺乳期间通过原位增殖而扩增。在局部，它们定位于肺泡基底细胞附近，并可外渗进入乳汁中。这些研究表明，scRNA-seq技术在解析人乳及乳腺组织细胞组成、功能特征及其动态变化方面具有巨大潜力。通过对母乳细胞进行深入分析，研究者不仅揭示了泌乳过程中不同上皮细胞和免疫细胞亚群的多样性与功能特征，还初步建立了人类哺乳期乳腺细胞的转录组参考图谱。这些工作能够通过无创手段实现对乳腺生理和病理状态的实时监测，为深入理解妊娠、泌乳及相关疾病（如乳腺癌）之间的关系提供新的研究方向和诊疗参考。
2.3.2 scRNA-seq技术在牛乳细胞中的应用
在牛乳细胞研究方面，Beckerd等指出，乳腺组织或原代奶牛乳腺上皮细胞（pbMECs）常被用作分子水平研究奶牛乳腺功能的模型，然而整体组织和原代细胞在细胞群体方面具有异质性，除了遗传背景差异外，还会增加转录水平的变异。尽管pbMECs与牛乳体细胞均来源于乳腺组织，但两者在获取方式和生理状态上存在明显差异：pbMECs是在体外条件下扩增培养的乳腺上皮细胞，具有较高的纯度，主要用于模拟乳腺上皮细胞的功能状态；而牛乳体细胞则直接来源于泌乳牛的乳样，包含乳腺上皮细胞、免疫细胞等多种细胞类型，能够更真实地反映乳腺在泌乳过程中的复杂微环境。为了研究牛乳中的单核细胞组成，Beckerd等分析了一份牛乳样本中的单细胞悬液和培养的pbMECs，其中的pbMECs用来表征在均一细胞群中的基因表达。利用Drop-seq技术生成了牛乳体细胞和pbMECs的单细胞RNA数据集。其中pbMECs形成了14 个界限不明确的细胞簇，显示出群体内的异质性，而牛乳细胞则形成了14 个更为清晰的细胞簇。Becker等所得数据集构成了一个分子细胞图谱，为未来对牛乳细胞组成和基因表达的研究奠定了基础，并且可以作为牛乳细胞分析的参考数据集。2023年，Zorc等利用10x Chromium平台对处于泌乳中期的奶牛牛乳样本进行scRNA-seq分析，从单细胞层面剖析牛乳转录组。成功重构出牛乳中的不同细胞类型（泌乳细胞、祖细胞、巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞、T细胞、B细胞、肥大细胞和中性粒细胞）。这项研究结果为识别与乳腺各种功能包括泌乳、组织更新、天然免疫、蛋白质和脂肪合成以及激素应答等相关的调控元件提供了宝贵资源。
综上所述，scRNA-seq技术在乳源细胞研究中已取得显著进展，为深入了解乳腺生理功能、细胞组成及相关调控机制提供了丰富信息。然而，目前的研究仍存在样本量相对较小、对某些细胞功能和调控机制理解不够深入等局限性。未来，随着scRNA-seq技术的不断发展和完善，有望在更大样本规模、更深入的分子机制层面开展研究，进一步挖掘乳源细胞的奥秘，这不仅能为母婴健康提供更精准的哺育方案，还有利于推动乳业朝着更优质、更安全的方向发展，全方位造福于乳品健康领域。但是研究过程中也要注意伦理与标准化问题，未来要进一步规范母乳样本采集的伦理规范（如捐赠者知情同意、隐私保护）。同时注意数据共享与标准化，建立乳源细胞单细胞数据库，促进跨研究比较。
结语
scRNA-seq技术通过对单个细胞的转录组进行解析，突破了传统群体测序的平均掩盖效应，实现了从“群体均值”向“单细胞精度”的转变。在乳源细胞的研究中，该技术不仅揭示了乳源管腔上皮细胞、基底细胞、免疫细胞及干细胞等群体的异质性组成与功能分工，更通过动态转录图谱的构建阐明了其在母婴免疫传递、乳腺稳态维持中的核心作用。未来，随着scRNA-seq与空间转录组、多组学集成、活细胞成像等前沿技术融合，乳源细胞研究将从二维图谱拓展至三维空间及时间维度的系统解析。建立不同生理阶段与疾病状态下的乳源细胞图谱，不仅可为提升乳品品质与泌乳效率提供精准干预靶点，也将为母婴健康管理、乳腺疾病早筛及功能性乳制品开发开辟新路径。scRNA-seq技术作为推动乳研究走向精准化与系统化的关键引擎，正引领乳源生物学迈入跨越基础研究、医学转化与农业优化的新时代。
引文格式：
任佳慧, 张珍珍, 罗昌俊, 等. 单细胞RNA测序在乳源细胞中的应用研究与进展[J]. 食品科学, 2025, 46(20): 432-441. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250307-062.
REN Jiahui, ZHANG Zhenzhen, LUO Changjun, et al. Recent advances and application of single-cell RNA sequencing to milk-derived cells[J]. Food Science, 2025, 46(20): 432-441. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250307-062.
实习编辑：南伊；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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