为培养肉优化肌肉卫星细胞来源：解剖起源影响细胞特性与质量属性

为什么从细胞培养肉很重要

培养肉——在罐中而非在农场由动物细胞生长出来的肉——有望显著减少土地使用、污染和动物痛苦，提供牛排与肉排等产品。但要将这一设想变成超市货架上的产品，科学家首先必须找到最适合生长的细胞。本研究提出了一个看似简单却意义深远的问题：如果你从猪身体不同部位——颈部、背部或腿部——采集肌肉干细胞，这些细胞的行为会有差异吗？这种差异是否会影响未来实验室培育猪肉的风味、质地和营养？

修复并构建肌肉的卫星细胞

在每块肌肉内部都存在“卫星细胞”，这是一类修复受损组织并促进肌肉生长的干细胞。这些细胞同样是培养肉的主力：它们必须大量增殖，然后融合成类似真实肌肉的纤维。研究人员从三种常食用的猪肌肉中分离了这些卫星细胞：用于维持姿势的颈部肌肉、出产受欢迎里脊部位的背部肌肉，以及驱动运动的腿部肌肉。通过细胞分选技术，他们对卫星细胞进行了纯化，并在显微镜下确认三种来源的细胞形态相似，均呈纺锤状。然而，能采集到的卫星细胞数量存在差异：颈部肌肉产量最高，背部次之，腿部最少。

基因记得它们来自何处

尽管所有细胞都在相同的实验条件下培养，但它们内部的基因活动模式仍然“记得”原始的身体位置。通过测序RNA——基因的工作拷贝——团队展示出颈、背、腿来源的细胞各自形成了基于基因开关状态的独特簇群。这种差异的一个关键部分涉及HOX基因，这是一组在胚胎发育期间帮助布局身体结构的基因。来自颈部的细胞表达与头颈区域相关的HOX基因，而来自腿部的细胞则偏向于与后肢相关的HOX基因。这表明，早期发育的位置信息被携带到用于培养肉的干细胞中，可能影响它们的生长方式以及形成何种肌肉。

生长速度与肌肉质量的权衡

对于大规模肉类生产，有两个性质很重要：细胞增殖速度，以及它们转化为成熟肌纤维的能力。颈部来源的细胞在增殖方面表现突出。在数周与多代培养过程中，它们显示出最高的生长标志物水平和最强的总体扩增能力，使其在迅速产生大量细胞方面具有吸引力。然而，在分化——融合成长而像纤维的结构——时，背部来源的细胞更为出色。它们形成了更粗、融合更广泛的肌管，并在长期培养中维持更高水平的关键肌肉分化基因。腿部来源的细胞在干性和分化方面都落后：维持核心肌肉干细胞标志物的能力以及形成强壮纤维的能力下降最快。

纤维类型、蛋白含量与食用体验

并非所有肌肉纤维都相同。慢肌纤维更偏向耐力型，脂肪含量与氧化代谢更丰富，常与嫩度和多汁感相关；快肌纤维则擅长瞬时发力，通常更瘦且蛋白含量更高。研究人员发现，颈部来源的细胞倾向于慢肌纤维相关基因，而背部来源的细胞则更偏向产生快肌纤维标志。在分化后测定总蛋白含量时，背部来源培养物的蛋白含量最高，而颈部来源最低。这些差异暗示，起始细胞来源可以将未来的培养肉调向更柔软、可能更丰富的肉块（来自偏慢肌纤维的细胞）或更瘦、更高蛋白的产品（来自偏快肌纤维的细胞）。

设计更好的培养猪肉

对非专业读者而言，主要结论是“从哪里采集细胞”对实验室培育的肉确实很重要。颈部肌肉干细胞非常适合快速扩大细胞数量，而背部来源的细胞更善于成熟为厚实、富含蛋白的肌纤维，并在多轮生长中保持肌肉特性。腿部来源的细胞在两方面的贡献都较少。作者建议，背部来源的卫星细胞在生产培养猪肉方面提供了最佳的整体平衡，但混合不同来源可能让生产者定制质地、营养与风味。换言之，未来的培养肉排可以从细胞层面被工程化——从选对猪的部位开始。

引用: Lee, J., Park, J., La, H. et al. Optimizing muscle satellite cell sources for cultured meat: anatomical origin influences cellular properties and quality attributes. npj Sci Food 10, 56 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00706-w

关键词: 培养肉, 肌肉干细胞, 猪卫星细胞, 肉类质地, 可持续蛋白