人类母乳是一种专门为满足婴儿需求而进化出的营养食物来源。2003年，一篇刊登在《柳叶刀》上的研究表明，在婴儿出生后的头6个月里完全母乳喂养，是预防5岁以下儿童死亡的最有力措施之一。无论对婴儿还是哺乳母亲来说，母乳喂养都具有长期的健康益处。比如对于母亲来说，哺乳能降低患卵巢癌和乳腺癌的风险；对婴儿来说，母乳喂养能降低感染，改善肠道和肠道发育，并在终止母乳喂养很久之后还能改善体重的调节。
尽管科学家已经知道哺乳能为母亲和婴儿带来巨大的健康益处，但我们对人类乳汁这种含有数百万细胞的动态液体的分子和细胞特征，以及它们在哺乳过程中的变化了解甚少。人类乳腺每天可以产生超过一升的乳汁，这种情况在分娩后的几个月或几年里都是如此。想要研究乳腺细胞是如何做到这一奇妙的壮举是件非常困难的事，因为在哺乳期间，人类的乳腺组织不可能被活检或以其他方式获取。
幸而一些近期的研究表明，母乳中含有许多来自乳腺的细胞，这一信息为研究这些细胞提供了一种非侵入的方法。在新的研究中，研究团队收集了来自15位哺乳母亲的乳汁样本。每一位乳汁提供者在分娩后的3天到632天的多个不同时间点提供样本。从50份样本中，研究人员分离出了超过48000个细胞，在利用单细胞RNA测序技术对这些细胞进行了分析，确定了在特定时间内有哪些基因在细胞中得到了表达。
分析结果揭示了十种类型的细胞：一种成纤维细胞、两种上皮细胞，以及七种免疫细胞。他们发现超过一半的免疫细胞是巨噬细胞，这些细胞似乎可以表达一些有助于乳腺对它们产生的乳蛋白更加耐受，从而不会诱发免疫反应的基因。此外他们还发现了B细胞、T细胞和其他免疫细胞，但无奈这些细胞的数量太少，因此无法对它们的功能进行深入研究。
到目前为止，他们发现最丰富的细胞是乳细胞，这是一种上皮细胞，可以表达许多在母乳中发现的蛋白质的基因，比如乳清蛋白，以及分泌乳蛋白、微量营养素、脂肪和其他母乳成分所需的转运蛋白。在这些乳细胞中，研究人员发现其中一组似乎是乳汁的主要生产者的细胞，以及另一组在乳腺中扮演着更重要的结构角色的细胞。研究人员发现，随着时间的推移，参与泌乳的乳细胞比例会有所下降，而参与结构支持的乳细胞的比例会上升。
而与此同时与催乳素相关的基因在泌乳乳细胞中变得更加活跃，但在结构乳细胞中却下降。研究人员推断，这些变化可能与婴儿成长过程中不断变化的营养需求有关。除了收集乳汁样本之外，研究人员还收集了在整个哺乳期间与健康和生活方式的变化有关的信息。他们发现，母乳中的细胞成分与婴儿开始去日托所、开始摄入配方奶粉，以及母亲开始使用激素类避孕药物等事件之间存在联系。
在哺乳过程中，这些变化不一定会对人体的健康产生积极或消极的影响，但它们确实会导致变化的出现。这样的结果表明，即使是在泌乳多年之后，乳汁在整个哺乳过程中也会发生变化。这项新的研究对哺乳进行的长期观察是其他研究所没能真正做到过的，它对母乳细胞成分的描述，以及对基因和通路水平上的改变的量化，为我们提供了一幅更加清晰的人类母乳细胞在哺乳期的图像。
研究人员希望新的发现能为更深入地研究母乳是如何随时间变化的奠定基础。接下来，他们希望能够进行更大规模的研究，以此来发现环境因素与乳汁成分之间的更紧密联系，更多地了解随着时间的推移，乳汁是如何自然变化的。这些研究最终将能帮助科学家为婴儿设计出更好的适合不同阶段的配方奶粉，并且还有望帮助哺乳母亲提高乳汁产量，以及在婴儿断奶时减缓乳汁产量的方法。
其他的后续研究或将探索用吸奶器泵取乳汁会如何影响乳汁成分和乳房健康，以及如何预防乳腺炎等疾病问题。通过对哺乳随时间推移所表现出的多样性构建高分辨率的理解，不仅让我们更好地理解哺乳，也为改善哺乳期女性的生活质量设计更好的方案提供了一组数据和工具。