肌内脂肪（IMF）是指沉积在肌肉内部的脂肪，主要分布在肌外膜、肌束、肌内膜上[1]。IMF含量是决定肉价格的主要因素，被认为是影响畜禽肉品质的重要指标。齐婧等[2]研究表明，IMF可分离和稀释肌束膜的胶原纤维，破坏肌内结缔组织结构从而增加肉的韧性。IMF沉积是动物脂肪合成代谢的结果，受品种、年龄、性别因素和环境等因素影响[3]。一般来说，IMF是动物体发育较晚的组织，IMF沉积受摄入营养水平的影响较大。因此，解析动物脂肪沉积的分子调控机制，优化IMF沉积性状，改善肉品质，是畜牧业发展的重要研究方向。本文主要对肌内脂肪细胞的来源、IMF代谢、IMF沉积的分子调控机制进行综述。1IMF细胞的来源IMF的沉积是融合侵入性、增生性和肥大性的生物学过程，高含量的IMF通常反映的是脂肪细胞数量增加而不是体积增大[4]。脂肪细胞起源于中胚层的间充质多能干细胞（MSCs）[5]，MSCs分化为前脂肪细胞和成纤维祖细胞，分布在血管基质（SVF）和骨髓中[6]。研究发现，某些MSCs由神经外胚层产生。Takashima等[7]诱导Sox1+神经上皮细胞分化生成MSCs谱系细胞，生成成熟脂肪细胞。Uezumi等[8-9]从骨骼肌中分离出血小板生长因子受体α+（PDGFRα+）间充质干细胞，该细胞具有分化为脂滴丰富的脂肪细胞和表达Ⅰ型胶原的成纤维细胞的双重潜能，命名为成纤维（FAPs）/成脂祖细胞。Aaron等[10]研究表明，肌肉中分离出的CD34+/Sca1+FAPs具有强烈的脂肪分化潜能，利用Myf5-cre介导的谱系追踪发现FAPs源自Myf5-谱系。Liu等[11]研究发现，利用遗传谱系追踪法IMF细胞可由Pax3-、Myf5-非成肌细胞系诱导分化。Myf5+谱系是棕色脂肪细胞的来源。Sanchez-Gurmaches等[12]研究发现，Myf5+系的分化更为广泛，可以诱导生成白色脂肪细胞。综上所述，IMF细胞具有丰富的细胞谱系来源，但这些细胞谱系均存在异质性，其确切的分化来源还需进一步探究。IMF细胞的分化及来源见图1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.034.F001图1IMF细胞的分化及来源2肌内、肌间脂肪合成与代谢IMF的合成包括脂肪酸（FA）的从头合成和甘油三酯（TG）的合成两条途径，不同物种FA的合成场所也有所不同。猪FA的合成场所在脂肪组织中，家禽FA的合成场所在肝脏中，反刍动物IMF以瘤胃挥发性脂肪酸（VFA）为主要原料在脂肪组织中合成[13-14]。反刍动物将多糖酵解成乙酸盐、丙酸盐等短链脂肪酸，乙酸盐在胞质内转化为乙酰辅酶A参与FA合成，丙酸盐进入线粒体三羧酸循环（TCA）并作为生成葡萄糖的底物。Yao等[15]研究发现，TCA连接了多个合成代谢途径，其中柠檬酸被输送到胞质内，转化为乙酰辅酶A促进脂质的合成。FA从头合成以乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A为碳源，在还原性辅酶1（NADPH）、脂肪酸合成酶（FAS）的作用下合成长链脂肪酸[16]。TG的合成则以3-磷酸甘油为原料，在甘油激酶和酰基转移酶的催化下与胞内脂肪酸结合[16]。反刍动物脂肪合成代谢途径见图2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.034.F002图2反刍动物脂肪合成代谢途经3影响IMF沉积的重要分子调控通路3.1腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路AMPK是脂质代谢的关键调控因子，介导乙酰CoA羧化酶（ACC）的磷酸化，降低丙二酰辅酶A的浓度，缓解对肉碱棕榈酰转移酶（CPT1）的抑制，促进葡萄糖的摄取、加速脂质的氧化分解[17-18]。AMPK通过磷酸化激活脂肪生成相关因子，将固醇调节元件结合蛋白-1c（SREBP-1c）磷酸化从而减少FAS、硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD）的表达并抑制脂质的合成[19]。钒（IV）与4-氯二吡啶酸（VOdipic-Cl）配合物、柴胡皂苷A（SSA）、柴胡皂苷D（SSD）等可激活AMPK活性，显著下调过氧化物酶体增殖剂激活受体γ（PPARγ）、CCAAT-增强剂结合蛋白α（C/EBPα）、SREBP-1c、脂联素（LPL）等转录因子的表达，降低脂肪酸结合蛋白4（FABP4）、FAS、LPL等脂肪生成基因表达，抑制TG的形成[20]。MiR-122是一种与脂质沉积成正相关的非编码RNA分子，可通过与沉默信息调节因子（SIRT）的3'未翻译区（3'-UTR）结合抑制其表达，抑制丝氨酸/苏氨酸（LKB1）/AMPK信号通路，促进脂肪生成[21]。3.2磷酸腺苷-蛋白激酶（cAMP-PKA）信号通路当胰岛素、神经递质与G蛋白偶联受体（GPR）结合时，ATP在腺苷酸环化酶（AC）催化下合成环磷酸腺苷（cAMP），cAMP激活cAMP依赖性蛋白激酶（PKA），通过调节下游蛋白质靶点，参与骨骼肌、脂肪组织中糖脂代谢[22-23]。Zhou等[24]发现，乳酸可激活G蛋白偶联受体81（GPR81），抑制cAMP-PKA信号通路，促进TG的积累，显著降低cAMP反应元件结合蛋白（CREB）和反应序列结合蛋白（P-CREB）的丰度，使AMPK、激素敏感脂肪酶（HSL）等相关脂肪生成因子下调，SREBP-1c、PPAR-γ等相关脂肪生成因子上调。二丁基cAMP（dbcAMP）可提高前脂肪细胞中cAMP和PKA的活性，提高CREB mRNA的表达，抑制前脂肪细胞的分化、促进IMF细胞代谢[25]。肌肉抑制素（MSTN）基因可激活cAMP-PKA信号通路，提高甘油三酯脂肪酶（ATGL）和HSL的表达和酶活性，促进脂滴的分解，减少脂肪的堆积[26]。在3T3-L1前脂肪细胞分化中，cAMP-PKA信号通路激活下游反应元件CREB，提高C/EBPβ表达，下调控抗脂转录因子，从而促进前脂肪细胞分化[27]。3.3Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路Wnt/β-catenin信号通路能够负向调控脂肪形成，抑制特异性表达标记物（PPARγ、C/EBP）表达及前脂肪细胞分化[28]。富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白类似蛋白1（SPARL1）可调节Wnt/β-catenin通路相关基因的表达、影响前脂肪细胞的分化，SPARL1过表达时可显著提高Wnt10的表达，降低PPARγ、C/EBPα的表达[29]。Keats等[30]研究发现，Wnt/β-catenin途径中，β-catenin作为Wnt的第二信使发挥重要的调节作用，当其完全缺失后诱导Wnt11增强，促进脂肪生成，高水平的葡萄糖可选择性增强Wnt11表达，并通过Wnt/蛋白激酶C（PKC）途径刺激脂肪的形成。β-catenin的水平对FAPs的分化方向起到决定性作用，Wnt5a通过β-catenin依赖的方式抑制PPAR-γ的表达，从而抑制FAPs的成脂向分化[31]。韩牛阉割后，Wnt/β-catenin通路表达下调，Wnt拮抗剂分泌型卷曲相关蛋白（SFRP4）和PPARγ的表达增加[32]，促进了IMF的沉积。4参与IMF合成代谢的关键因子4.1过氧化物酶体增殖剂激活受体γPPARs是脂肪形成的主要调节因子，是诱导前脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化的关键开关[33]。Muruganandan等[34]研究表明，PPARγ1在细胞中广泛表达，PPARγ2在脂肪细胞内特异性表达，促进脂肪组织对TG的吸收和储存。PPARγ也可与其他转录因子结合，调控前体脂肪细胞的分化和脂质代谢。成纤维细胞因子（FGF10）可促进KLF3、KLF9、KLF13表达，促进PPABγ和C/EBPα协同调控山羊IMF沉积，促进KLF14调控脂质代谢[35]。Deng等[36]研究发现，miR-27a过表达可显著下调PPARγ和视黄醇（RXRα），促进绵羊前体脂肪细胞的增殖，抑制细胞TG的积累。Xiao等[29]研究发现，半胱氨酸分泌蛋白1（SPARCL1）在前脂肪细胞分化阶段过表达，抑制PPARγ、C/EBPα、LPL、胰岛素样生长因子1（IGF1）表达，显著抑制TG的含量和脂滴积累。4.2脂肪酸结合蛋白脂肪酸结合蛋白（FABP）是分子大小为14~16 kDa的细胞内小蛋白质，负责脂肪酸从细胞膜运输到脂肪酸利用的细胞内部位。FABP家族的所有成员均与IMF沉积密切相关，中心型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）在IMF沉积中发挥了重要作用[37]。Lang等[37]研究表明，H-FABP对乌拉羊早期肌内脂的沉积具有影响，在背最长肌的第2~21 d，H-FABP的表达逐渐下降，而在21 d后H-FABP的表达与背最长肌IMF含量呈正相关。FABP4是脂肪细胞中含量最丰富的蛋白质之一，能够与PPARγ和HSL相互作用，参与长链脂肪酸（LCFA）的运输和代谢，过表达时促进TG合成，在维持脂肪细胞稳态和脂肪生成方面具有重要作用[38]。Wang等[39]研究表明，FABP3和FABP4在骨骼肌发育不同时期表达存在差异；在羔羊出生后60 d，FABP3在山羊骨骼肌的表达达到顶峰，在出生后90 d表达下调，且与IMF含量呈正相关。FABP4与IMF细胞的增殖呈正相关，对IMF细胞的体积的增大的影响程度较轻，FABP4的表达水平与IMF细胞的最小体积显著相关，表达水平越高细胞体积越小[40]。4.3锌指蛋白423锌指蛋白423（ZFP423）是一种多锌指转录因子，是前脂肪细胞分化的重要调控因子，作用于PPARγ和其他富含前脂肪细胞基因上游，在许多前脂肪细胞系中高度表达[41]。当低成脂细胞中ZFP423过表达时，其成脂潜力显著增强，与高成脂细胞的成脂潜力相当，ZFP423可促进PPARγ和C/EBPα的表达，抑制转化生长因子β（TGF-β）的表达，抑制成纤维分化，诱导肉牛间质血管细胞成脂向分化[42]。Bta-miR-23a通过抑制ZFP423的表达从而抑制FAPs细胞的成脂分化，抑制相关基因表达和脂滴的积累[43]，可通过靶向抑制bta-miR-23a的表达促进早期IMF的沉积。5非编码RNA对反刍动物IMF沉积的调节MicroRNAs（miRNAs）是基因表达的重要转录后调控因子，在动物早期发育、细胞增殖和分化、细胞凋亡、癌基因表达及抑制、脂肪代谢等方面发挥重要作用[44]。研究发现，许多miRNA可通过靶向调节PPARs、C/EBP等因子调控脂肪细胞的分化和脂质沉积。Han等[45]对2月龄和12月龄敖汉细毛羊背最长肌RNA转录组测序，miR-193a-5p在3T3-L1前脂肪细胞中高表达，通过与乙酰辅酶A酰基转移酶2（ACAA2）基因的3'-UTR区结合，抑制前脂肪细胞的增殖和PPARγ、C/EBPα等特异性表达标记物。Zhang等[46]对比高IMF和低IMF延边牛背肌RNA转录组测序发现，miRNA相关靶点主要与骨骼肌细胞分化和发育有关，bta-miR-22-3p可以通过WFIKKN2基因调节成脂分化，促进IMF的沉积。Li等[47]研究发现，miR-27a通过靶向肉碱棕榈酰转移酶1B（CPT1B）调控前脂肪细胞中脂滴的合成和积累，CPT1B的过表达导致绵羊前体脂肪细胞中脂质积累显著增加。Chen等[48]研究发现，miR-376a是牛脂肪细胞分化的潜在表观遗传调控因子，能够抑制细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶（CDK1）、CDK2、增殖细胞核抗原（PCNA）、C/EBPα、FAS和PPARγ等标记基因的mRNA和蛋白的表达，抑制前脂肪细胞分化。Liu等[49]研究发现，miR-340-5p直接作用于ATF7转录因子的3'-UTR区，在绵羊脂肪形成早期显著抑制ATF7的表达促进脂肪细胞的分化，在绵羊脂肪形成后期抑制作用减弱，促进脂滴形成。Long等[50]研究发现，Bta-miR-493在日本黑牛背肌中的表达显著高于秦川牛，具有促进前脂肪细胞的增殖的功能。IncRNAs是指长度超过200 nt的一类非编码RNA，在物种间的保守性较低，具有显著的时间和空间表达特异性且功能广泛，在脂质的积累中发挥直接或间接的作用[51]。Han等[51]研究发现，MSTRG.4051.3-FZD4、MSTRG.16157.3-ULK1等IncRNAs与IMF沉积下调有关，分别参与AMPK信号通路、雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路等，调控脂质代谢和脂质积累。Zhu等[52]研究发现，IncRNA210在脂肪组织中高度表达，上调PPARγ和C/EBPα的表达促进脂质的积累，并随着水牛IMF含量的增加而上调表达。Liu等[53]筛选出107个差异表达的IncRNAs，IncRNAs通过靶向调控mRNA参与不饱和脂肪酸的生物合成，调节脂肪酸的代谢和脂肪的沉积。CircRNAs是在真核细胞中表达的内源性共价闭合环状非编码RNA，可与RNA结合蛋白结合，调节基因表达和蛋白质翻译，参与编码蛋白质、细胞通信和信号转导[54]。Zhao等[55]从敖汉羊背最长肌鉴定出CircRNA455-miR-127、CircRNA455-miR-29a等可能参与了IMF沉积过程，CircRNA6496及其源基因在Wnt信号通路中高表达，加速脂质降解，减少脂肪沉积。Shen等[56]研究表明，CirclNSR通过抑制胎儿时期的miR-15/16家族基因和成脂分化相关基因的表达，减少脂质的形成，过表达时显著促进前脂肪细胞的增殖，确保肌内前脂肪细胞具有足够数量。Feng等[57]研究发现，CircMARK3促进PPARγ、FABP4等特异性标记物的表达，前脂肪细胞的分化以及胞内脂滴的形成。6展望IMF细胞的来源、脂肪的合成代谢、IMF沉积调控网络相关研究已取得较大进展。评估IMF组织基因表达，充分了解IMF沉积的分子机制和发育关键时期，可能影响脂肪祖细胞的分化。研究者需探索调控IMF沉积的方案，优化IMF沉积和提高饲料效率，最大限度地发挥反刍动物的生产潜力，提高肉类生产效率和质量，满足消费者对优质肉食品的需求。目前对IMF的沉积机制仍然有许多问题需要探索，为精准调控肉类生产各个阶段提供依据。