豬肌內(nèi)脂肪調(diào)控研究進展

文│倪和民 趙延輝 邢凱 張永紅 郭勇（北京農(nóng)學(xué)院動物科學(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）的含量是一個重要的指標，肌內(nèi)脂肪與肉質(zhì)有正相關(guān)。豬肉肌內(nèi)脂肪存在引起人們越來越高的關(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)較佳的一個重要原因。因此，想要改善肉的口感，提高豬肉的食用價值，生產(chǎn)對人體健康更有利的豬肉制品，就必須對豬肉肌內(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。

脂肪細胞肥大和脂肪細胞增生的結(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胞的增殖。在脂肪細胞數(shù)量顯著增加后，脂肪細胞便不在增殖，由于甘油三酯的積累，脂肪細胞開始擴大。當脂肪細胞的大小增加到一定程度時也受到限制，并且當它們的大小達到最大值時，增生的速率又會增加。

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，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，多不飽和脂肪酸（PUFA）比例較低；而與較高IMF沉積能力相對應(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相關(guān)，與瘦肉率呈顯著正相，與均膘呈負相關(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?；蚪M的DNA記載著生物體的信息含量，并且能夠通過轉(zhuǎn)錄表達。轉(zhuǎn)錄組學(xué)從RNA水平研究基因的表達調(diào)控機制，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。高通量測序技術(shù)發(fā)展到今天，其測序時間以及成本大大降低，高通量測序在轉(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)運的基因表達差異來解釋。Marie Damon等對大白豬和巴斯克豬差異表達的基因進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)運相關(guān)的基因表達更多。

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，武進豬與長白豬相比，與脂肪酸合成轉(zhuǎn)運相關(guān)的基因前者表達更高，類似的有中國藍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更高。另外，李優(yōu)磊研究表明，PPARγ信號通路對豬肌內(nèi)脂肪細胞分化、合成、脂解等脂肪代謝過程均有促進作用，并且信號通路注釋結(jié)果顯示與脂代謝相關(guān)的Insulin信號通路，腎上腺素Adrenergic信號通路，cAMP信號通路，PI3K-Akt，AMPK等信號通路顯著富集。

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RNA（tRNA）。其他，如miRNA、lncRNA和circRNA等亦發(fā)揮了重要的作用。

1.MicroRNA對肌內(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，其在細胞內(nèi)的多項活動中發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用。當前，分子生物學(xué)技術(shù)的與日俱進，以及第二代高通量測序技術(shù)的成熟運用，miRNA的重要作用以及潛在的研究價值被不斷挖掘出來，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。已有研究證明，miRNA的表達在脂肪沉積代謝過程中發(fā)揮重要作用。

陳粉粉研究表明，通過表達的miR-34c可以使豬肌內(nèi)前體脂肪細胞的增殖和分化受到抑制，證明miR-34c在豬肌內(nèi)前體脂肪細胞的增殖分化中發(fā)揮負調(diào)控因子的作用。劉慧瑩通過對肌內(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，超表達后對肌內(nèi)脂肪的生成有促進作用。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是當前研究熱點，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)錄后的基因表達水平發(fā)揮著重要作用，參與機體重要的生命進程。

動物脂肪沉積是一個復(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lncRNAs，在脂質(zhì)和脂肪酸代謝中起重要作用。Yu等人對中國陸川豬和杜洛克豬脂肪組織中差異表達的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)脂肪中差異表達的lncRNA表明，差異表達的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胞差異表達的lncRNA，表明lncRNA-00046716能夠通過結(jié)合miRNA-149進而影響FASN的表達，從而調(diào)控豬前體脂肪細胞分化及后續(xù)甘油三酯在成熟脂肪細胞中的積累。

吳垚群等分析了松遼黑豬和長白豬差異表達的lncRNA，結(jié)果顯示松遼黑豬和長白豬之間一共有178個非編碼基因顯著差異，通過對差異表達基因進行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)將生命以及機體的各種生命活動緊密相連，參與物種的生殖繁衍，新陳代謝，生長發(fā)育等多種生命進程。

有關(guān)肌內(nèi)脂肪沉積的蛋白質(zhì)組學(xué)研究相對較少，其中與豬的肌內(nèi)脂肪沉積的相關(guān)研究更是少之又少。何強通過對香豬飼喂克倫特羅后脂肪組織差異表達的蛋白質(zhì)進行分析鑒定，推斷載脂蛋白R可能通過結(jié)合脂肪動員后的游離脂肪酸，輔助其分解代謝，從而達到促進脂肪分解，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）細胞的成脂分化，得出C2H2型鋅指蛋白KLF13是豬脂肪分化的一個正調(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，因此對豬進行有關(guān)肌內(nèi)脂肪沉積調(diào)控因素方面的研究仍然任重道遠。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)參與動物脂肪細胞的成脂分化有關(guān)，但其作用機制仍須進一步研究和完善，對已知的調(diào)控通路仍須進一步挖掘細化，并且尋找新的調(diào)控通路及調(diào)控基因。