优化猪成纤维细胞肌源性转化制备类肉组织的脂肪酸组成研究

本研究针对培养肉生产中脂肪酸组成调控的关键问题，开发了基于猪成纤维细胞的3D培养系统。研究人员通过MyoD过表达实现肌源性转分化，并创新性地采用橄榄油-大豆卵磷脂复合诱导剂促进脂肪沉积。结果显示，所制备的肌肉-脂肪混合培养肉相比传统猪肉饱和脂肪酸降低6.71%（44.49% vs 51.2%），多不饱和脂肪酸提高4.32%（31.33% vs 27.01%），为定制化健康肉制品生产提供了新策略。该成果发表于《Communications Biology》，对推动培养肉产业化具有重要意义。

　　

随着全球人口增长和饮食结构变化，传统畜牧业正面临资源环境约束和健康需求升级的双重挑战。培养肉技术作为潜在的解决方案，虽然能显著降低土地、水资源消耗和温室气体排放，但其在肌肉-脂肪复合组织构建和营养成分调控方面仍存在技术瓶颈。特别是如何在不使用化学诱导剂的情况下，实现脂肪组织的健康化定制成为行业痛点。

山东农业大学的研究团队在《Communications Biology》发表的最新研究中，开创性地利用猪成纤维细胞作为种子细胞，通过三维培养系统成功制备出具有优化脂肪酸组成的类肉组织。这项研究不仅解决了培养肉中肌肉和脂肪协同发育的技术难题，更通过天然成分诱导实现了脂肪酸组成的健康化改良。

研究采用三项关键技术：首先建立GelMA-PEO多孔水凝胶3D培养系统，实现细胞高效增殖；其次通过腺病毒介导的MyoD瞬时过表达完成肌源性转分化；最后开发橄榄油-大豆卵磷脂复合诱导剂（粒径100±50nm）促进脂滴形成。实验使用35天巴马小型猪胚胎成纤维细胞作为材料来源。

【3D culture of porcine fibroblasts in hydrogels】
通过EdU检测证实，猪成纤维细胞在GelMA水凝胶中呈现时间依赖性增殖，第9天形成密集网络结构。添加PEO造孔剂后，腺病毒感染效率显著提升，为后续转分化奠定基础。

【Myogenic transdifferentiation of porcine fibroblasts in 3D】
比较15%FBS与2%HS培养基效果后，选择后者进行三维肌源性分化。免疫荧光显示MHC⁺肌管大量形成，MyoD、MyoG等生肌调节因子表达显著上调，证实转分化效率达最佳状态。

【Induction of lipid droplet formation in porcine fibroblasts in 3D】
开发的食品级诱导剂在16,000μg/mL浓度下效果最佳，油红O染色显示三维培养中脂滴均匀分布。激光纳米粒度仪证实诱导剂颗粒尺寸适于水凝胶扩散。

【Preparation of muscle and fat mixed cultured meat】
共诱导实验显示肌脂分化互不干扰，Western blot检测MYH1持续表达。电镜观察显示肌纤维与脂滴共存，DGAT1/2基因表达上调证实内源甘油三酯合成活跃。

【Enrichment of unsaturated fatty acid in the cultured meat】
脂质组学分析揭示关键突破：培养肉中油酸（18:1）、亚油酸（18:2）和α-亚麻酸（18:3ω-3）分别比传统猪肉提高11.0%、15.9%和28.6%，而肉豆蔻酸（14:0）降低34.2%。前10位脂肪酸中有7种相同，占总量的87.27%，保持传统肉类风味特征。

这项研究的意义在于三方面突破：其一，建立无需基因整合的成纤维细胞转分化体系，规避转基因食品争议；其二，首创食品级脂质诱导方案，用橄榄油替代化学诱导剂；其三，实现脂肪酸组成的精准调控，使培养肉饱和脂肪酸比例降至44.49%。研究人员特别指出，虽然增加多不饱和脂肪酸（PUFA）可能影响氧化稳定性，但可通过添加抗氧化剂解决。该技术为生产符合不同人群需求的定制化肉制品提供了可扩展的方案，未来需重点突破无血清培养和大规模生物反应器培养等产业化瓶颈。