豬肌內(nèi)脂肪調(diào)控研究進(jìn)展

文│倪和民 趙延輝 邢凱 張永紅 郭勇（北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院）

趙俊金（全國畜牧總站）

鄧曉彬（北京田園奧瑞生物科技有限公司）

劉燊 劉建（江西正邦養(yǎng)殖有限公司）

我國是生豬生產(chǎn)大國，我國人民的主要肉食來源為豬肉，現(xiàn)如今豬肉的質(zhì)量問題也受到人們的廣泛關(guān)注。人們通常所說的豬肉質(zhì)量主要包括pH、肉色、嫩度、肌肉的系水力和肌內(nèi)脂肪含量等。在影響豬肉質(zhì)量的眾多因素中，肌內(nèi)脂肪（Intramuscular Fat，IMF）的含量是一個(gè)重要的指標(biāo)，肌內(nèi)脂肪與肉質(zhì)有正相關(guān)。豬肉肌內(nèi)脂肪存在引起人們?cè)絹碓礁叩年P(guān)注。適宜的豬肉肌內(nèi)脂肪（IMF）含量在2%～3.5%之間，肌內(nèi)脂肪含量過低，豬肉品質(zhì)差；IMF含量過高，影響銷售。一般情況下，我國的地方品種豬肌內(nèi)脂肪含量高于國外豬種，這也是我國地方豬種肉質(zhì)較佳的一個(gè)重要原因。因此，想要改善肉的口感，提高豬肉的食用價(jià)值，生產(chǎn)對(duì)人體健康更有利的豬肉制品，就必須對(duì)豬肉肌內(nèi)脂肪的生成有更加深入的了解。

一、肌內(nèi)脂肪概述

我們通常情況下認(rèn)為的脂肪分為皮下脂肪和肌肉脂肪，而肌肉脂肪又可以分為肌內(nèi)脂肪和肌間脂肪。肌內(nèi)脂肪是指存在與肌肉之中的脂肪，主要存儲(chǔ)位置為外膜、束狀膜和肌內(nèi)膜。肌內(nèi)脂肪幾乎不供能，但具有保溫功能。

脂肪細(xì)胞肥大和脂肪細(xì)胞增生的結(jié)果使得脂肪組織得以生長發(fā)育。豬早期脂肪組織的生長主要是由于脂肪細(xì)胞的增殖。在脂肪細(xì)胞數(shù)量顯著增加后，脂肪細(xì)胞便不在增殖，由于甘油三酯的積累，脂肪細(xì)胞開始擴(kuò)大。當(dāng)脂肪細(xì)胞的大小增加到一定程度時(shí)也受到限制，并且當(dāng)它們的大小達(dá)到最大值時(shí)，增生的速率又會(huì)增加。

二、影響肌內(nèi)脂肪沉積的因素

1.品種與肌內(nèi)脂肪的關(guān)系。不同品種的豬其肌內(nèi)脂肪沉積能力也不相同，養(yǎng)豬業(yè)不斷的現(xiàn)代化，豬品種選育的持續(xù)開展，致使豬的背膘厚度降低，胴體的瘦肉率得到增加，但是存在的問題是使肌內(nèi)脂肪含量下降，研究表明一些外來品種豬IMF含量已不足1%，而我國地方豬種肌內(nèi)脂肪含量大多數(shù)為3%～5%。有研究證實(shí)，萊蕪豬、魯萊黑豬與大約克夏豬相比，前兩種地方品種豬的肌內(nèi)脂肪含量要明顯高于后者；與大白豬相比，江香豬、江口蘿卜豬的肌內(nèi)脂肪含量高于前者；金華豬肌內(nèi)脂肪含量極顯著高于不同的雜交品種和外來品種。

2.肌內(nèi)脂肪中脂肪酶活性。

肌內(nèi)脂肪中的脂肪酸是構(gòu)成脂肪的重要化學(xué)物質(zhì)。地方品種的肌內(nèi)脂肪沉積能力較高，并且其飽和脂肪酸（SFA）、單不飽和脂肪酸（MUFA）比例較強(qiáng)，多不飽和脂肪酸（PUFA）比例較低；而與較高IMF沉積能力相對(duì)應(yīng)的是擁有較高活性的生脂酶能力以及較低活性的脂解酶能力，如乙酰輔酶A羧化酶（ACC）、蘋果酸脫氫酶（MDH）、脂蛋白脂酶（LPL）、激素敏感脂肪酶（HSL）等。張淑娟通過研究北京花豬與長白豬最后得出：北京花豬的蘋果酸脫氫酶顯著高于長白豬。劉丑生的研究表明，MDH與肥肉率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與瘦肉率呈顯著正相，與均膘呈負(fù)相關(guān)。曾勇慶等研究表明，肌肉組織中的MDH、HSL活性與肌內(nèi)脂肪含量呈極顯著相關(guān)，肌內(nèi)脂肪的沉積與背膘脂肪的沉積存在一定的內(nèi)在聯(lián)系。王倩等通過對(duì)長白山野豬與杜洛克豬雜交1代豬肌內(nèi)脂肪代謝酶的研究也表明，肌內(nèi)脂肪的沉積量在一定程度上受到肌肉組織中的HSL和MDH的影響。

3.肌內(nèi)脂肪沉積的轉(zhuǎn)錄組調(diào)控。

（1）轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)。轉(zhuǎn)錄組學(xué)是用于研究生物體轉(zhuǎn)錄組的一種技術(shù)，即所有RNA轉(zhuǎn)錄的總和。基因組的DNA記載著生物體的信息含量，并且能夠通過轉(zhuǎn)錄表達(dá)。轉(zhuǎn)錄組學(xué)從RNA水平研究基因的表達(dá)調(diào)控機(jī)制，闡述了DNA到蛋白質(zhì)的中間過程，探究RNA參與的復(fù)雜生命活動(dòng)。高通量測(cè)序技術(shù)發(fā)展到今天，其測(cè)序時(shí)間以及成本大大降低，高通量測(cè)序在轉(zhuǎn)錄組學(xué)上的研究已經(jīng)十分普遍。現(xiàn)如今第二代高通量測(cè)序儀主要有：Solexa（Illumina）、Roche 454、SOLiD等。

（2）肌內(nèi)脂肪mRNA轉(zhuǎn)錄組。脂肪品種與瘦肉品種之間的不同的肌內(nèi)脂肪沉積可以通過參與脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)的基因表達(dá)差異來解釋。Marie Damon等對(duì)大白豬和巴斯克豬差異表達(dá)的基因進(jìn)行功能富集分析顯示，在巴斯克豬中與脂肪代謝過程和脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因表達(dá)更多。

我國本地豬與國外豬種相比，本地品種豬雖然生長速度慢、瘦肉率較低，但是本地品種豬的脂肪沉積能力要優(yōu)于國外品種，尤其是肌內(nèi)脂肪顯著高于國外品種。Wu等人的研究表明，我國本地金華豬IMF中與脂肪沉積相關(guān)的基因比長白豬更加活躍。Zhao等人的研究表明，武進(jìn)豬與長白豬相比，與脂肪酸合成轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因前者表達(dá)更高，類似的有中國藍(lán)塘豬的脂肪代謝過程和脂肪酸生物合成過程中涉及的基因表達(dá)更高。另外，李優(yōu)磊研究表明，PPARγ信號(hào)通路對(duì)豬肌內(nèi)脂肪細(xì)胞分化、合成、脂解等脂肪代謝過程均有促進(jìn)作用，并且信號(hào)通路注釋結(jié)果顯示與脂代謝相關(guān)的Insulin信號(hào)通路，腎上腺素Adrenergic信號(hào)通路，cAMP信號(hào)通路，PI3K-Akt，AMPK等信號(hào)通路顯著富集。

三、非編碼RNA參與脂肪沉積

非編碼RNA（Non-coding RNA）是指在生物體內(nèi)除mRNA外，還存在許多不編碼蛋白質(zhì)的RNA，這些不編碼蛋白質(zhì)的RNA同樣在RNA水平上發(fā)揮著作用。ncRNA的主要類型是核糖體RNA（rRNA）和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）。其他，如miRNA、lncRNA和circRNA等亦發(fā)揮了重要的作用。

1.MicroRNA對(duì)肌內(nèi)脂肪沉積的調(diào)控。MicroRNA（miRNA）作為非編碼RNA家族中的一員，miRNA是一類較小的內(nèi)源性的長度為20個(gè)左右的核苷酸的單鏈RNA（ssRNA），由發(fā)夾狀初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)過加工后形成，其在細(xì)胞內(nèi)的多項(xiàng)活動(dòng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用。當(dāng)前，分子生物學(xué)技術(shù)的與日俱進(jìn)，以及第二代高通量測(cè)序技術(shù)的成熟運(yùn)用，miRNA的重要作用以及潛在的研究價(jià)值被不斷挖掘出來，引起廣大研究人員的高度關(guān)注，已經(jīng)成為基因研究的熱點(diǎn)。已有研究證明，miRNA的表達(dá)在脂肪沉積代謝過程中發(fā)揮重要作用。

陳粉粉研究表明，通過表達(dá)的miR-34c可以使豬肌內(nèi)前體脂肪細(xì)胞的增殖和分化受到抑制，證明miR-34c在豬肌內(nèi)前體脂肪細(xì)胞的增殖分化中發(fā)揮負(fù)調(diào)控因子的作用。劉慧瑩通過對(duì)肌內(nèi)脂肪含量高低不同的大白豬的研究推斷miR-365-3p能夠影響肌內(nèi)脂肪的含量，在成脂誘導(dǎo)分化過程中上調(diào)表達(dá)，超表達(dá)后對(duì)肌內(nèi)脂肪的生成有促進(jìn)作用。孫文星的研究表明，miR-130a可以抑制肌內(nèi)去分化脂肪細(xì)胞（DFAT）向脂肪分化與脂肪沉積的能力。南文婷的研究指出，miR-27b的表達(dá)可以減少肌內(nèi)脂肪的沉積，導(dǎo)致皮下脂肪與肌內(nèi)脂肪差異沉積。

2.LncRNA對(duì)肌內(nèi)脂肪沉積的調(diào)控。長鏈非編碼RNA（Long noncoding RNA，lncRNA）同樣也是非編碼RNA家族中的重要的一員，是一種核苷酸數(shù)大于200一類較長的非編碼RNA。LncRNA是當(dāng)前研究熱點(diǎn)，它和許多染色質(zhì)重塑復(fù)合物相關(guān)，其調(diào)節(jié)作用在轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后的基因表達(dá)水平發(fā)揮著重要作用，參與機(jī)體重要的生命進(jìn)程。

動(dòng)物脂肪沉積是一個(gè)復(fù)雜而精密的程序化生物過程，受多方面因素影響，其中長鏈非編碼RNA因其重要的調(diào)控作用，近年來受到了越來越多研究的關(guān)注。

Ramayo等分別在高和低肌內(nèi)脂肪酸含量的母豬肝臟組織中鑒定出270和186個(gè)lncRNAs，在脂質(zhì)和脂肪酸代謝中起重要作用。Yu等人對(duì)中國陸川豬和杜洛克豬脂肪組織中差異表達(dá)的lncRNA研究表明，與脂肪代謝和能量代謝有關(guān)的某些途徑被顯著豐富。Huang等人比較了萊蕪豬和大白豬肌內(nèi)脂肪中差異表達(dá)的lncRNA表明，差異表達(dá)的lncRNAs主要參與脂肪形成和脂質(zhì)代謝有關(guān)的生物學(xué)過程和途徑。李晟研究了豬前體脂肪細(xì)胞差異表達(dá)的lncRNA，表明lncRNA-00046716能夠通過結(jié)合miRNA-149進(jìn)而影響FASN的表達(dá)，從而調(diào)控豬前體脂肪細(xì)胞分化及后續(xù)甘油三酯在成熟脂肪細(xì)胞中的積累。

吳垚群等分析了松遼黑豬和長白豬差異表達(dá)的lncRNA，結(jié)果顯示松遼黑豬和長白豬之間一共有178個(gè)非編碼基因顯著差異，通過對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO功能注釋和KEGG通路分析共篩選出了HLCS、BTD、DGKα、LPIN1、FGF1、FGF10、FGFR1和ZNF7等與脂肪代謝和肌肉發(fā)育相關(guān)的基因，并且參與了相關(guān)的信號(hào)通路和生物代謝途徑。

四、肌內(nèi)脂肪沉積的蛋白質(zhì)組學(xué)調(diào)控

蛋白質(zhì)（protein）基本單位是氨基酸，是由氨基酸互相縮合而成。蛋白質(zhì)將生命以及機(jī)體的各種生命活動(dòng)緊密相連，參與物種的生殖繁衍，新陳代謝，生長發(fā)育等多種生命進(jìn)程。

有關(guān)肌內(nèi)脂肪沉積的蛋白質(zhì)組學(xué)研究相對(duì)較少，其中與豬的肌內(nèi)脂肪沉積的相關(guān)研究更是少之又少。何強(qiáng)通過對(duì)香豬飼喂克倫特羅后脂肪組織差異表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行分析鑒定，推斷載脂蛋白R(shí)可能通過結(jié)合脂肪動(dòng)員后的游離脂肪酸，輔助其分解代謝，從而達(dá)到促進(jìn)脂肪分解，減少脂肪沉積的效果。江書忠通過分析大白豬皮下脂肪及肌肉組織血管基質(zhì)（SV）細(xì)胞的成脂分化，得出C2H2型鋅指蛋白KLF13是豬脂肪分化的一個(gè)正調(diào)控因子，并且是在成脂分化的早期發(fā)揮作用的。

五、結(jié)論及展望

綜上所述，肌內(nèi)脂肪能夠直接影響豬肉的多種品質(zhì)，而豬肌內(nèi)脂肪沉積能力又受到品種、脂肪酶、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等多方面因素的調(diào)控，可以說是十分復(fù)雜，因此對(duì)豬進(jìn)行有關(guān)肌內(nèi)脂肪沉積調(diào)控因素方面的研究仍然任重道遠(yuǎn)。近年來，隨著科研人員的不斷努力已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多l(xiāng)ncRNA、miRNA及蛋白質(zhì)參與動(dòng)物脂肪細(xì)胞的成脂分化有關(guān)，但其作用機(jī)制仍須進(jìn)一步研究和完善，對(duì)已知的調(diào)控通路仍須進(jìn)一步挖掘細(xì)化，并且尋找新的調(diào)控通路及調(diào)控基因。