通过流式细胞术分离出的猪肌肉卫星细胞的成肌和成脂潜能

《Disease-a-Month》：Myogenic and adipogenic potential of porcine muscle satellite cells isolated by flow cytometry

骨骼肌卫星细胞（SCs）的表型分选及其在肌原性和脂肪源性条件下的分化潜力。通过流式细胞术分选CD45?/CD56?和CD45?/CD56?亚群，发现CD56?占50%，CD45?占85%-91%。肌源性条件下形成肌管，融合指数初期较高后下降；脂肪源性条件下CD45?/CD56?分化成熟脂肪细胞，PPARγ和PGC1α基因表达显著升高。揭示了SCs的异质性和多能性。

　　这项研究聚焦于从5至7日龄小猪的背最长肌中分离出的骨骼肌卫星细胞（SCs）的表型分析及其在肌原性和脂肪生成条件下的分化能力。研究团队由A. Vincent、K. Stange、I. Louveau、M. R?ntgen和F. Dessauge组成，来自法国的INRAE和Institut Agro机构。通过流式细胞术和细胞培养技术，研究人员对SCs进行了深入分析，揭示了这些细胞在不同分化条件下的复杂行为特征。

在细胞表型分析中，研究团队发现，从新鲜分离的SCs中，CD45阳性细胞占比为20%，这些细胞主要来源于造血系统。相比之下，肌原性CD29和CD56阳性的细胞群体最为丰富，分别占80%和50%。CD90阳性的间质细胞也占据了相当大的比例（34%），而CD34和CD140a阳性的细胞则比例较低（<3%）。这一结果表明，骨骼肌中的SCs具有多种不同的细胞表型，其中CD29和CD56是肌原性前体细胞的重要标志物，而CD90则常用于识别间质细胞。

进一步的细胞分选实验显示，根据CD56标记，SCs被分为不同的亚群。其中，CD45阴性且CD56阳性的细胞群体表现出更强的分化潜力，能够在肌原性和脂肪生成介质中形成肌管。相比之下，CD45阴性且CD56阴性的细胞虽然在肌原性条件下也能分化，但在脂肪生成条件下显示出更显著的基因表达变化，特别是与脂肪生成相关的PPARγ和PGC1α基因。此外，研究还发现，CD45阴性且CD56阴性细胞在脂肪生成条件下可能表现出潜在的脂肪分化特征，这表明这些细胞可能在特定条件下具有多种分化能力。

在分化能力的实验中，研究人员将细胞培养在肌原性或脂肪生成介质中，观察其分化情况。结果显示，在肌原性条件下，细胞能够在24至48小时内形成肌管，并且肌管的融合指数在分化过程中有所下降。而在脂肪生成条件下，细胞虽然也能够形成肌管，但其融合指数相对稳定，并且部分细胞在分化四天后形成了含有脂滴的成熟脂肪细胞。这一现象提示，尽管SCs主要与肌肉生长相关，但它们在某些条件下也可能参与脂肪细胞的生成。

从分子生物学的角度来看，研究团队通过定量PCR技术分析了不同分化条件下的基因表达情况。结果显示，在肌原性条件下，MyoD、MyoG和Pax7等肌源性转录因子的表达水平在分化初期显著下降，而在脂肪生成条件下，这些基因的表达变化则不明显。然而，PPARγ和PGC1α的表达在脂肪生成条件下显著上调，这与脂肪生成过程中的细胞代谢变化相吻合。此外，研究还发现，在脂肪生成条件下，CD45阴性且CD56阳性的细胞群体中，与胚胎和胎儿阶段肌原性相关的MyHC胚胎型和MyHC胎儿型基因表达水平显著增加，这表明这些细胞可能在脂肪生成条件下具有不同的分化路径。

值得注意的是，研究团队在实验过程中发现，CD56虽然常被视为肌原性细胞的标志物，但在实际分析中，CD56阴性细胞也表现出一定的肌原性分化能力。这提示CD56可能并非肌原性细胞的唯一标志物，其表达可能受到多种因素的影响。此外，研究还发现，CD45阴性且CD56阳性的细胞群体在脂肪生成条件下的基因表达变化更为显著，特别是在PGC1α和MyHC相关基因方面，这表明这些细胞可能在脂肪生成过程中扮演着更为重要的角色。

在讨论部分，研究团队指出，不同物种和不同肌肉类型的SCs可能具有不同的分化潜力。例如，在小鼠和猪的肌肉组织中，SCs的分化能力受到年龄、肌肉类型和环境条件的影响。此外，研究还提到，尽管CD56通常被视为肌原性细胞的标志物，但其表达可能并不完全特异性，这提示在研究中需要结合其他细胞表面标志物来更全面地分析SCs的分化潜力。研究团队还指出，脂肪生成介质的使用有助于揭示SCs在脂肪和肌肉生成之间的潜在相互作用，这对于理解动物肌肉和脂肪的发育机制具有重要意义。

综上所述，这项研究不仅揭示了SCs在肌原性和脂肪生成条件下的分化能力，还强调了细胞表面标志物在细胞分选和功能分析中的重要性。研究结果表明，SCs具有高度的异质性，其分化能力可能受到多种因素的影响。这些发现为未来研究SCs在不同生理和病理条件下的行为提供了重要的基础，并为肌肉和脂肪生成的调控机制提供了新的视角。此外，研究还表明，脂肪生成介质可以作为一种有效的工具，用于探索SCs在不同分化路径上的潜力，从而为肉用动物的肌肉和脂肪沉积调控提供新的研究方向。