猪肌内脂肪调控研究进展

文│倪和民 赵延辉 邢凯 张永红 郭勇（北京农学院动物科学技术学院）

赵俊金（全国畜牧总站）

邓晓彬（北京田园奥瑞生物科技有限公司）

刘燊 刘建（江西正邦养殖有限公司）

我国是生猪生产大国，我国人民的主要肉食来源为猪肉，现如今猪肉的质量问题也受到人们的广泛关注。人们通常所说的猪肉质量主要包括pH、肉色、嫩度、肌肉的系水力和肌内脂肪含量等。在影响猪肉质量的众多因素中，肌内脂肪（Intramuscular Fat，IMF）的含量是一个重要的指标，肌内脂肪与肉质有正相关。猪肉肌内脂肪存在引起人们越来越高的关注。适宜的猪肉肌内脂肪（IMF）含量在2%～3.5%之间，肌内脂肪含量过低，猪肉品质差；IMF含量过高，影响销售。一般情况下，我国的地方品种猪肌内脂肪含量高于国外猪种，这也是我国地方猪种肉质较佳的一个重要原因。因此，想要改善肉的口感，提高猪肉的食用价值，生产对人体健康更有利的猪肉制品，就必须对猪肉肌内脂肪的生成有更加深入的了解。

一、肌内脂肪概述

我们通常情况下认为的脂肪分为皮下脂肪和肌肉脂肪，而肌肉脂肪又可以分为肌内脂肪和肌间脂肪。肌内脂肪是指存在与肌肉之中的脂肪，主要存储位置为外膜、束状膜和肌内膜。肌内脂肪几乎不供能，但具有保温功能。

脂肪细胞肥大和脂肪细胞增生的结果使得脂肪组织得以生长发育。猪早期脂肪组织的生长主要是由于脂肪细胞的增殖。在脂肪细胞数量显著增加后，脂肪细胞便不在增殖，由于甘油三酯的积累，脂肪细胞开始扩大。当脂肪细胞的大小增加到一定程度时也受到限制，并且当它们的大小达到最大值时，增生的速率又会增加。

二、影响肌内脂肪沉积的因素

1.品种与肌内脂肪的关系。不同品种的猪其肌内脂肪沉积能力也不相同，养猪业不断的现代化，猪品种选育的持续开展，致使猪的背膘厚度降低，胴体的瘦肉率得到增加，但是存在的问题是使肌内脂肪含量下降，研究表明一些外来品种猪IMF含量已不足1%，而我国地方猪种肌内脂肪含量大多数为3%～5%。有研究证实，莱芜猪、鲁莱黑猪与大约克夏猪相比，前两种地方品种猪的肌内脂肪含量要明显高于后者；与大白猪相比，江香猪、江口萝卜猪的肌内脂肪含量高于前者；金华猪肌内脂肪含量极显著高于不同的杂交品种和外来品种。

2.肌内脂肪中脂肪酶活性。

肌内脂肪中的脂肪酸是构成脂肪的重要化学物质。地方品种的肌内脂肪沉积能力较高，并且其饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）比例较强，多不饱和脂肪酸（PUFA）比例较低；而与较高IMF沉积能力相对应的是拥有较高活性的生脂酶能力以及较低活性的脂解酶能力，如乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、苹果酸脱氢酶（MDH）、脂蛋白脂酶（LPL）、激素敏感脂肪酶（HSL）等。张淑娟通过研究北京花猪与长白猪最后得出：北京花猪的苹果酸脱氢酶显著高于长白猪。刘丑生的研究表明，MDH与肥肉率呈极显著负相关，与瘦肉率呈显著正相，与均膘呈负相关。曾勇庆等研究表明，肌肉组织中的MDH、HSL活性与肌内脂肪含量呈极显著相关，肌内脂肪的沉积与背膘脂肪的沉积存在一定的内在联系。王倩等通过对长白山野猪与杜洛克猪杂交1代猪肌内脂肪代谢酶的研究也表明，肌内脂肪的沉积量在一定程度上受到肌肉组织中的HSL和MDH的影响。

3.肌内脂肪沉积的转录组调控。

（1）转录组测序技术。转录组学是用于研究生物体转录组的一种技术，即所有RNA转录的总和。基因组的DNA记载着生物体的信息含量，并且能够通过转录表达。转录组学从RNA水平研究基因的表达调控机制，阐述了DNA到蛋白质的中间过程，探究RNA参与的复杂生命活动。高通量测序技术发展到今天，其测序时间以及成本大大降低，高通量测序在转录组学上的研究已经十分普遍。现如今第二代高通量测序仪主要有：Solexa（Illumina）、Roche 454、SOLiD等。

（2）肌内脂肪mRNA转录组。脂肪品种与瘦肉品种之间的不同的肌内脂肪沉积可以通过参与脂肪酸转运的基因表达差异来解释。Marie Damon等对大白猪和巴斯克猪差异表达的基因进行功能富集分析显示，在巴斯克猪中与脂肪代谢过程和脂肪酸转运相关的基因表达更多。

我国本地猪与国外猪种相比，本地品种猪虽然生长速度慢、瘦肉率较低，但是本地品种猪的脂肪沉积能力要优于国外品种，尤其是肌内脂肪显著高于国外品种。Wu等人的研究表明，我国本地金华猪IMF中与脂肪沉积相关的基因比长白猪更加活跃。Zhao等人的研究表明，武进猪与长白猪相比，与脂肪酸合成转运相关的基因前者表达更高，类似的有中国蓝塘猪的脂肪代谢过程和脂肪酸生物合成过程中涉及的基因表达更高。另外，李优磊研究表明，PPARγ信号通路对猪肌内脂肪细胞分化、合成、脂解等脂肪代谢过程均有促进作用，并且信号通路注释结果显示与脂代谢相关的Insulin信号通路，肾上腺素Adrenergic信号通路，cAMP信号通路，PI3K-Akt，AMPK等信号通路显著富集。

三、非编码RNA参与脂肪沉积

非编码RNA（Non-coding RNA）是指在生物体内除mRNA外，还存在许多不编码蛋白质的RNA，这些不编码蛋白质的RNA同样在RNA水平上发挥着作用。ncRNA的主要类型是核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）。其他，如miRNA、lncRNA和circRNA等亦发挥了重要的作用。

1.MicroRNA对肌内脂肪沉积的调控。MicroRNA（miRNA）作为非编码RNA家族中的一员，miRNA是一类较小的内源性的长度为20个左右的核苷酸的单链RNA（ssRNA），由发夹状初始转录产物经过加工后形成，其在细胞内的多项活动中发挥着调节作用。当前，分子生物学技术的与日俱进，以及第二代高通量测序技术的成熟运用，miRNA的重要作用以及潜在的研究价值被不断挖掘出来，引起广大研究人员的高度关注，已经成为基因研究的热点。已有研究证明，miRNA的表达在脂肪沉积代谢过程中发挥重要作用。

陈粉粉研究表明，通过表达的miR-34c可以使猪肌内前体脂肪细胞的增殖和分化受到抑制，证明miR-34c在猪肌内前体脂肪细胞的增殖分化中发挥负调控因子的作用。刘慧莹通过对肌内脂肪含量高低不同的大白猪的研究推断miR-365-3p能够影响肌内脂肪的含量，在成脂诱导分化过程中上调表达，超表达后对肌内脂肪的生成有促进作用。孙文星的研究表明，miR-130a可以抑制肌内去分化脂肪细胞（DFAT）向脂肪分化与脂肪沉积的能力。南文婷的研究指出，miR-27b的表达可以减少肌内脂肪的沉积，导致皮下脂肪与肌内脂肪差异沉积。

2.LncRNA对肌内脂肪沉积的调控。长链非编码RNA（Long noncoding RNA，lncRNA）同样也是非编码RNA家族中的重要的一员，是一种核苷酸数大于200一类较长的非编码RNA。LncRNA是当前研究热点，它和许多染色质重塑复合物相关，其调节作用在转录水平和转录后的基因表达水平发挥着重要作用，参与机体重要的生命进程。

动物脂肪沉积是一个复杂而精密的程序化生物过程，受多方面因素影响，其中长链非编码RNA因其重要的调控作用，近年来受到了越来越多研究的关注。

Ramayo等分别在高和低肌内脂肪酸含量的母猪肝脏组织中鉴定出270和186个lncRNAs，在脂质和脂肪酸代谢中起重要作用。Yu等人对中国陆川猪和杜洛克猪脂肪组织中差异表达的lncRNA研究表明，与脂肪代谢和能量代谢有关的某些途径被显著丰富。Huang等人比较了莱芜猪和大白猪肌内脂肪中差异表达的lncRNA表明，差异表达的lncRNAs主要参与脂肪形成和脂质代谢有关的生物学过程和途径。李晟研究了猪前体脂肪细胞差异表达的lncRNA，表明lncRNA-00046716能够通过结合miRNA-149进而影响FASN的表达，从而调控猪前体脂肪细胞分化及后续甘油三酯在成熟脂肪细胞中的积累。

吴垚群等分析了松辽黑猪和长白猪差异表达的lncRNA，结果显示松辽黑猪和长白猪之间一共有178个非编码基因显著差异，通过对差异表达基因进行GO功能注释和KEGG通路分析共筛选出了HLCS、BTD、DGKα、LPIN1、FGF1、FGF10、FGFR1和ZNF7等与脂肪代谢和肌肉发育相关的基因，并且参与了相关的信号通路和生物代谢途径。

四、肌内脂肪沉积的蛋白质组学调控

蛋白质（protein）基本单位是氨基酸，是由氨基酸互相缩合而成。蛋白质将生命以及机体的各种生命活动紧密相连，参与物种的生殖繁衍，新陈代谢，生长发育等多种生命进程。

有关肌内脂肪沉积的蛋白质组学研究相对较少，其中与猪的肌内脂肪沉积的相关研究更是少之又少。何强通过对香猪饲喂克伦特罗后脂肪组织差异表达的蛋白质进行分析鉴定，推断载脂蛋白R可能通过结合脂肪动员后的游离脂肪酸，辅助其分解代谢，从而达到促进脂肪分解，减少脂肪沉积的效果。江书忠通过分析大白猪皮下脂肪及肌肉组织血管基质（SV）细胞的成脂分化，得出C2H2型锌指蛋白KLF13是猪脂肪分化的一个正调控因子，并且是在成脂分化的早期发挥作用的。

五、结论及展望

综上所述，肌内脂肪能够直接影响猪肉的多种品质，而猪肌内脂肪沉积能力又受到品种、脂肪酶、转录组、蛋白质组等多方面因素的调控，可以说是十分复杂，因此对猪进行有关肌内脂肪沉积调控因素方面的研究仍然任重道远。近年来，随着科研人员的不断努力已经发现许多lncRNA、miRNA及蛋白质参与动物脂肪细胞的成脂分化有关，但其作用机制仍须进一步研究和完善，对已知的调控通路仍须进一步挖掘细化，并且寻找新的调控通路及调控基因。