综述：肌肉生长抑制素编辑联合肠道菌群调控能否生产更多更美味的肉类

这篇综述探讨了肌肉生长抑制素（MSTN）基因编辑与肠道菌群调控协同提升肉类产量和风味的潜力，系统总结了MSTN通过抑制肌肉生长和分化影响肉质，而肠道菌群通过短链脂肪酸（SCFAs）等代谢物调控脂肪沉积的机制，为可持续畜牧业发展提供了新思路。

　　

肌肉生长抑制素与肠道菌群的共舞：解锁优质肉类生产的密码

1. 引言

随着全球人口增长和经济发展，对肉类产量和品质的需求持续攀升。传统育种和营养管理虽取得进展，但亟需创新方案突破瓶颈。肌肉生长抑制素（MSTN）作为肌肉生长的负调控因子，其编辑可显著增加骨骼肌质量，但伴随脂肪减少可能影响风味。而肠道菌群作为“第二基因组”，通过代谢产物调控宿主能量平衡和脂质代谢，为弥补这一缺陷提供了可能。

2. MSTN的结构与跨物种表达

MSTN基因在不同物种中高度保守，其启动子含TATA框和E盒等元件，受CREB、NF-Y等转录因子调控。作为TGF-β家族成员，MSTN前体蛋白需经两次酶切释放活性C端二聚体。激活过程受GASP-1/2、卵泡抑素（FST）等蛋白调控，形成复杂的信号网络。

3. MSTN突变与双肌表型

自然突变（如比利时蓝牛、皮埃蒙特牛）和CRISPR-Cas9编辑均证实MSTN失活会导致肌肉增生（hyperplasia）和/或肥大（hypertrophy）。例如，绵羊MSTN 3'UTR的G→A突变通过miRNA结合抑制翻译，产生双肌表型。但单/双等位基因突变效果差异显著，如猪单等位突变即可增加肌纤维数量。

4. 基因编辑技术提升肌肉产量

锌指核酸酶、TALEN和CRISPR-Cas9已成功生成MSTN敲除猪、牛、鸡等（表1）。表型呈现物种特异性：猪以肌纤维增生为主，山羊则增生与肥大并存。机制上，MSTN缺失通过抑制SMAD2/3信号，上调PAX3和MyoD等肌源性基因，促进成肌细胞分化。

5. MSTN缺陷对脂肪沉积的影响

双肌动物普遍呈现低脂特征，如MSTN敲除猪背膘厚度减少46.6%，鸡肉质中多不饱和脂肪酸比例升高。关键问题在于肌内脂肪（IMF）下降可能影响大理石纹和风味——IMF含量每降低1%，牛肉嫩度和多汁性评分下降15%。

6. 肠道菌群在脂代谢与肉质中的作用

厚壁菌门（Firmicutes）与拟杆菌门（Bacteroidetes）比例（F/B比）与肥胖正相关。菌群代谢产物如丁酸通过GPR41/43受体激活PPARγ通路促进脂肪生成。例如，酵母培养物可增加绵羊瘤胃中Prevotella_7菌丰度，上调FASN基因表达，显著提升IMF沉积。

7. MSTN-菌群互作调控肉质

MSTN敲除动物肠道菌群α多样性降低，但产SCFAs菌（如Romboutsia）富集。粪菌移植（FMT）实验证实，MSTN^-/-猪菌群可诱导受体小鼠肌肉量增加20%。而益生菌（如植物乳杆菌）通过调节AMPK/CPT-1α通路，可同步改善IMF含量和脂肪酸组成。

8. 风险与挑战

基因编辑可能引发兔心肌纤维化等副作用，且CRISPR存在脱靶风险。菌群干预需考虑个体差异——FMT中供体饮食和健康状况显著影响移植效果。新型碱基编辑技术（如Prime Editing）或可提升安全性。

9. 未来展望

多基因编辑（如MSTN+PPARγ共调控）和机器学习驱动的个性化菌群干预将成为趋势。通过整合多组学数据，有望实现“高产量-高品质-低损耗”的精准畜牧生产体系，为全球肉类可持续供应提供解决方案。