基于snRNA测序的不同日增重江泉黑猪骨骼肌分析

为何猪肌肉生长重要

猪肉是全球最重要的肉类来源之一，因此即便是微小的生长效率提升，也能对粮食供应和养殖成本产生重大影响。江泉黑猪是中国的一个品种，因风味浓郁且生长较快而备受重视，为研究为何部分个体增重更快提供了天然样本。本文研究者将关注点聚到单个细胞核水平，观察细胞类型与活动的细微差异如何累积为显著的生长与肉质差异。

两组猪，一块关键肌肉

研究团队聚焦于背部的一块重要肌肉——脊长肌（longissimus dorsi），该肌肉对出肉率和肉质有重要影响。他们比较了两组江泉黑猪：一组达到出栏体重较快，另一组生长较慢，尽管这些个体具有相似的遗传背景并在相同条件下饲养。通过测定日增重、观察组织切片以及分析基因表达，研究者构建了肌肉结构与生长在快慢组之间差异的详细图景。

放大观察肌肉细胞的多样性

为揭示肌肉内部的状况，研究者使用了单细胞核RNA测序，这一技术可同时读取数千个细胞核中的基因活性。他们在肌肉中鉴定出13种不同细胞类型，包括成熟肌纤维、类干细胞、参与修复与肌肉生成的卫星细胞、结缔组织细胞、血管细胞、免疫细胞和脂肪细胞。逐细胞的视角显示，生长较快的猪群体中肌肉干细胞、卫星细胞和某些脂肪细胞的比例更高，而生长较慢的猪则含有更多混合或中间状态的肌肉细胞。简而言之，生长更快的猪携带更多准备扩展与重塑肌肉的“建筑”细胞。

从干细胞到更粗的肌纤维

通过基于基因活动将细胞排列在虚拟时间线上，研究团队追踪了未成熟细胞向成熟肌纤维转变的过程。已知指导肌肉形成的关键基因按明确顺序开启：早期标志基因先在类干细胞中出现，随后是与活跃生长和纤维形成相关的基因。在生长较快的猪中，这些与生长相关的基因表达更强，并在早期与后期细胞阶段均保持活跃。显微镜验证显示它们的肌纤维横截面积更大，分子检测也显示与快速、强力、偏糖酵解型纤维相关的基因变体更多，这类纤维倾向于快速生长而非耐力。

生长中肌肉的细胞间对话

肌肉并非孤立发育，研究者还检查了不同细胞类型如何通过化学信号相互“对话”。通过匹配潜在信号发送者与接收者的基因表达，他们绘制出肌肉细胞与其邻近细胞之间数百对可能的通信关系，尤其是与成纤维细胞（结缔组织细胞）、脂肪细胞、血管细胞和免疫细胞的联系。涉及受体ERBB4的某些信号对在肌肉与脂肪细胞之间的联系中显著，提示这些组织间的互相作用可能有助于调节生长和组织组成。许多在快慢生长体之间差异显著的基因也与能量利用和疾病相关通路相连，这表明生长速率与更广泛的健康相关过程相互交织。

这对猪与猪肉意味着什么

对于非专业读者，核心信息是：生长更快的江泉黑猪的优势不仅在于肌肉更大，还在于其拥有更多的肌肉构建细胞、更活跃的生长基因以及肌肉、脂肪、血管与结缔组织之间繁忙的通信网络。这项工作提供了一幅详尽的猪肌肉细胞图谱，育种者与遗传学家可据此识别与生长速率和肉质等理想性状相关的标记。尽管仍需进一步实验来验证因果关系，但该研究为基于科学的更精确育种奠定了基础，以在保持高肉质的同时提高生长效率。

引用: Cao, H., Wang, J., Wang, Y. et al. snRNA sequencing-based skeletal muscle analysis of Jiangquan black pigs with different average daily growth rates. Sci Rep 16, 15443 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46048-1

关键词: 猪肌肉, 单细胞核RNA测序, 肌肉干细胞, 生长速率, 肉质