謝 濤，陸惠嫻，阮夢茹，AMBREEN Lqbal,姜 平，趙志輝

(廣東海洋大學(xué) 濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院，廣東 湛江 524088)

肉用動(dòng)物肌肉中脂肪的含量、分布和組成是對肉類風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)影響最大的因素之一。大理石花紋是衡量動(dòng)物肉質(zhì)性狀的重要指標(biāo)，其形成不僅與肌內(nèi)脂肪細(xì)胞大小有關(guān)，還與肌間脂肪細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)[1]。在過去幾十年的時(shí)間里，科研人員已經(jīng)在動(dòng)物營養(yǎng)、遺傳性狀和機(jī)體生長代謝等研究領(lǐng)域?qū)θ赓|(zhì)性狀的形成進(jìn)行了解析，以期更好地了解肌間脂肪的形成機(jī)制，從而在生產(chǎn)實(shí)踐中培育出更加優(yōu)質(zhì)的肉用動(dòng)物品種。為了更好地闡明肌間脂肪沉積的調(diào)控機(jī)制，深入研究成肌細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞間互作關(guān)系是十分必要的。早期的研究表明，脊椎動(dòng)物的肌肉細(xì)胞與脂肪細(xì)胞共同起源于中胚層細(xì)胞，并且通過自分泌和旁分泌途徑在調(diào)節(jié)動(dòng)物的生長發(fā)育中有緊密的聯(lián)系[2]。這一發(fā)現(xiàn)促使了脂肪細(xì)胞與肌肉細(xì)胞間的互作研究的興起，但受到當(dāng)時(shí)培養(yǎng)技術(shù)的限制，并不能很好地模擬細(xì)胞在體內(nèi)的生存環(huán)境，導(dǎo)致很多研究無法深入進(jìn)行。隨著科研技術(shù)的發(fā)展，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)從二維(2D)進(jìn)入到三維(3D)，并衍生出了Transwell共培養(yǎng)技術(shù)，為細(xì)胞間的互作研究提供了很好的模式，很多科研工作者對肌間脂肪形成中的細(xì)胞間相互作用進(jìn)行了深入的研究，但對這些研究的總結(jié)依舊較少。現(xiàn)對成肌細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞的來源、功能、以及運(yùn)用Transwell技術(shù)對這兩類細(xì)胞之間互作關(guān)系的探究進(jìn)行闡述，希望總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)與成果，為后面的研究工作提供理論參考。

1 成肌細(xì)胞與前體脂肪細(xì)胞

1.1 成肌細(xì)胞成肌細(xì)胞又名肌前體細(xì)胞，是指胞漿中含有肌絲的肌組織前體細(xì)胞,主要存在于肌肉組織中，是一種專能干細(xì)胞。在胚胎發(fā)育過程中，心肌、平滑肌和骨骼肌都是由間充質(zhì)細(xì)胞分化成的成肌細(xì)胞分化而來的。目前普遍認(rèn)為，成熟個(gè)體的心肌和平滑肌組織不含成肌細(xì)胞，但在機(jī)體中分布最廣的骨骼肌中卻存在成肌細(xì)胞，并以肌衛(wèi)星細(xì)胞狀態(tài)休眠。一旦骨骼肌受損，衛(wèi)星細(xì)胞中成肌相關(guān)基因就會(huì)被激活，衛(wèi)星細(xì)胞會(huì)大量增殖，并相互融合形成新的肌纖維。所以衛(wèi)星細(xì)胞又被認(rèn)為是休眠的成肌細(xì)胞[3]。

早在1860年，骨骼肌的再生就得到了較為詳細(xì)的描述。一個(gè)世紀(jì)后，骨骼肌的再生過程的細(xì)胞機(jī)制才被明確。1960-1961年發(fā)表的一系列開創(chuàng)性論文，證明了多發(fā)性成肌細(xì)胞融合產(chǎn)生了發(fā)育過程和肌肉損傷后再生肌肉中的多核肌纖維，并圍繞著肌纖維中成肌細(xì)胞的來源開展了大量研究[4-5]。在確認(rèn)細(xì)胞融合是肌管形成的機(jī)制的同時(shí)，衛(wèi)星細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)并被認(rèn)為是成肌細(xì)胞的候選者[6]。

大多數(shù)脊椎動(dòng)物的衛(wèi)星細(xì)胞都位于肌肉纖維表面上，一直以來被當(dāng)成一種可能的生肌前體研究，直到肌纖維被單獨(dú)分離培養(yǎng)，才證實(shí)衛(wèi)星細(xì)胞產(chǎn)生的后代為成肌細(xì)胞[7]。

在肌纖維形成過程中，增殖后的成肌細(xì)胞停止細(xì)胞分裂并相互融合形成有序的多核肌纖維[8]。這是一個(gè)復(fù)雜的過程，很難在正常的脊椎動(dòng)物胚胎中進(jìn)行研究。成人肌源性干細(xì)胞的融合能促進(jìn)損傷后的肌纖維的生長和修復(fù)。在細(xì)胞水平上，這種融合經(jīng)歷了成肌細(xì)胞和肌管膜的對齊排列和肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的重排以及細(xì)胞與細(xì)胞間膜融合的復(fù)雜過程[9]。幸運(yùn)的是，隨著培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，肌纖維生成在組織培養(yǎng)中被逐步還原。最近，在包括果蠅、斑馬魚和小鼠在內(nèi)的多種動(dòng)物模型中研究發(fā)現(xiàn)了多種在體內(nèi)進(jìn)行成肌細(xì)胞融合所需的分子成分[10]。另外，在昆蟲中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一類遷移的肌肉前體細(xì)胞，稱為“肌肉先驅(qū)”，它們隨后召募其他細(xì)胞參與到肌生成過程中[11]。

1.2 前體脂肪細(xì)胞前體脂肪細(xì)胞是一種未分化的成纖維細(xì)胞，可以特異性分化為脂肪細(xì)胞。反芻動(dòng)物的脂肪發(fā)生始于妊娠中期，并持續(xù)動(dòng)物的一生[12]。脂肪組織起源于中胚層，由多能間充質(zhì)干細(xì)胞衍生而來。間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSC)大量存在于早期發(fā)育階段，其中胎兒和新生兒階段最多，其存在數(shù)量與動(dòng)物年齡呈負(fù)相關(guān)。產(chǎn)后脂肪生成由機(jī)體攝入的能量利用率和脂肪生產(chǎn)調(diào)節(jié)機(jī)制決定。

1.2.1前體脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)分化 在體內(nèi)，MSC分化起始于接收到相關(guān)分子的信號。但是，在體外培養(yǎng)試驗(yàn)中，缺乏這類信號。所以，需要添加分化誘導(dǎo)因子來誘導(dǎo)MSC成脂分化。常用的3種誘導(dǎo)因子分別是地塞米松(dexamethasone，DEX)、吲哚美辛(indometaci，INDO)和胰島素(insulin，INS)。DEX作為一種合成的糖皮質(zhì)激素激動(dòng)劑，在MSC分化過程中起有效刺激劑的作用[13]。INDO是一種非甾體類抗炎藥，可通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisomal proliferators activate the receptor gamma，PPARγ)誘導(dǎo)成脂分化[14]。INS促進(jìn)脂肪生成的機(jī)制較為復(fù)雜。胰島素與胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor，IGF-1)結(jié)合引發(fā)脂肪生成，然后通過環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)和磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol3 kinase，PI3K)使環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein，CREB)磷酸化[15]。早期的CREB被激活來正向調(diào)節(jié)增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(CCAAT/enhancer binding protein α，C/EBPα)和PPARγ的表達(dá)[16]。INS可以作用于磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)通路，介導(dǎo)Akt磷酸化作用使GATA結(jié)合蛋白2(GATA binding protein 2，GATA2)被排除在細(xì)胞核外，影響前體脂肪細(xì)胞分化[17]。由于這些因素有利于MSC的脂肪分化，所以MSC開始向脂肪分化。隨后各種轉(zhuǎn)錄因子被激活，進(jìn)一步導(dǎo)致MSC向脂肪細(xì)胞分化。

利用誘導(dǎo)因子處理MSC后，CREB的磷酸化會(huì)相應(yīng)增加，引起C/EBPβ的轉(zhuǎn)錄激活[17]。C/EBPβ的激活，是分化信號被級聯(lián)放大的起點(diǎn)[18]。同時(shí)，與脂肪形成相關(guān)的基因被激活表達(dá)。PPARγ的激活是脂肪形成的關(guān)鍵因素，也是脂肪形成所必要的條件[19]。相關(guān)因子的表達(dá)將誘導(dǎo)MSC分化為前體脂肪細(xì)胞。

前體脂肪細(xì)胞的形態(tài)呈梭形(圖1)。在培養(yǎng)過程中，外觀類似于成纖維細(xì)胞或平滑肌細(xì)胞。前體脂肪細(xì)胞因子1(delta like non-canonical Notch ligand 1，DLK1)是一類跨膜蛋白，在細(xì)胞中高度表達(dá)，同時(shí)還表達(dá)了GATA2。在脂肪細(xì)胞逐漸成熟的過程中這些標(biāo)記的表達(dá)會(huì)被逐步消除[20]。早期的脂肪細(xì)胞為扁平形，隨著相關(guān)基因的激活，細(xì)胞會(huì)表達(dá)出脂肪細(xì)胞定向分化因子(adipocyte determination and differentiation factor 1，ADD1)、C/EBPβ、Kruppel樣因子5(kruppel like factor 5，KLF5)、PPARγ、DLK1、脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase，LPL)、瘦素(leptin，LEP)、脂聯(lián)素(adiponectin，ADIPOQ)等作為脂肪細(xì)胞關(guān)鍵因子，另外影響脂代謝的重要相關(guān)基因CD44、ACADSB、ABCA1、HSL等的表達(dá)水平也會(huì)逐步變化[20-23]。

脂肪細(xì)胞呈圓形，胞內(nèi)有大的脂蛋白包被的脂滴，隨著脂滴的增大，核被逐漸轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外圍(圖1)。成熟的脂肪細(xì)胞會(huì)表達(dá)出胰島素敏感性因子和脂肪因子，如PPARγ、C/EBPα、ADIPOQ、脂肪細(xì)胞蛋白2(adipocyte protein，AP2)、嘌呤能受體P2Y11(purinergic receptor P2Y11，P2RY11)等[24]。

PPARγ使MSC趨向成脂分化；前體脂肪細(xì)胞表達(dá)前脂肪細(xì)胞因子1(DLK1)和GATA2。在早期脂肪細(xì)胞定向分化因子(ADD1)中，表達(dá)了C/EBPβ、Kruppel樣因子5(KLF5)、PPARγ、脂蛋白脂肪酶(LPL)、瘦素和脂聯(lián)素；早期的脂肪細(xì)胞發(fā)育成表達(dá)PPARγ、C/EBPα、ADIPOQ、脂肪酶(triacylglycerol lipase,Lipase)、脂肪細(xì)胞蛋白2和嘌呤能受體P2Y11(P2RY11)的脂肪細(xì)胞[25]

1.2.2脂肪細(xì)胞的類型與內(nèi)分泌作用 脊椎動(dòng)物中，白色脂肪細(xì)胞是機(jī)體內(nèi)的能量存儲細(xì)胞，在需要時(shí)會(huì)通過糖異生途徑為機(jī)體提供能量。由于其內(nèi)充盈著一個(gè)大脂滴，所以也被稱為單房脂肪細(xì)胞。白色脂肪細(xì)胞主要形成于動(dòng)物體出生后。肌間脂肪由白色脂肪細(xì)胞組成[1]。雖然動(dòng)物體各個(gè)部位的白色脂肪組織形態(tài)外觀相似，但不同部位的脂肪在基因表達(dá)上存在區(qū)域性差異[26],并且肌間脂肪發(fā)育與肌肉纖維形成密不可分，有研究表明肌肉纖維的生成貫穿著動(dòng)物生長發(fā)育的整個(gè)過程，為機(jī)體的生長發(fā)育和能量代謝提供有力的支撐[12]。

除了儲存能量的白色脂肪細(xì)胞外，哺乳動(dòng)物體內(nèi)還存在另一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的脂肪細(xì)胞，被稱為熱原性脂肪細(xì)胞。這類脂肪細(xì)胞具有豐富的線粒體和多房脂肪滴，呈棕色，所以又名棕色脂肪細(xì)胞。棕色脂肪在小型哺乳動(dòng)物肩間區(qū)分布最為豐富，這類脂肪在胚胎發(fā)育過程中開始形成。根據(jù)其功能可以推測出此類細(xì)胞是動(dòng)物為抵御寒冷而進(jìn)化而來，所以一度被稱為冬眠器官，它們在冬眠動(dòng)物和新生兒中具有維持體溫的功能。有研究發(fā)現(xiàn)，成年的哺乳動(dòng)物依然能保留一些功能性棕色脂肪細(xì)胞，這些棕色脂肪細(xì)胞能在機(jī)體遭受寒冷時(shí)發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)[27]。

近一個(gè)世紀(jì)以來，脂肪細(xì)胞因作為機(jī)體主要儲存能量的細(xì)胞而受到重視。隨著1994年瘦素的發(fā)現(xiàn)，及此后許多其他分泌因子的發(fā)現(xiàn)，脂肪組織不再被單純的認(rèn)為是能量的儲存庫，而是同時(shí)作為一種內(nèi)分泌組織被廣泛研究[28]。瘦素的發(fā)現(xiàn)是能量代謝領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。瘦素由脂肪細(xì)胞產(chǎn)生和分泌，主要調(diào)節(jié)飽腹感。瘦素還作用于外周組織，調(diào)控營養(yǎng)平衡和炎癥[29]。重要的是這一發(fā)現(xiàn)為脂肪細(xì)胞的內(nèi)分泌作用提供了證據(jù)。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)了其他的脂肪因子(脂肪細(xì)胞源性細(xì)胞因子)，例如脂聯(lián)素。脂聯(lián)素幾乎都是由脂肪細(xì)胞產(chǎn)生，對糖代謝和脂代謝具有強(qiáng)大的多效性作用，并可保護(hù)心臟功能[30]。

隨著被發(fā)現(xiàn)的脂肪因子種類越來越多，人們深刻認(rèn)識到了脂肪因子對能量平衡、心血管功能、免疫調(diào)節(jié)和營養(yǎng)平衡的作用。但是，關(guān)于脂聯(lián)素和瘦素等脂肪因子在不同靶向組織中發(fā)揮作用的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步探索。動(dòng)物模型中的同源受體或目標(biāo)通路的靶向缺失也需要我們進(jìn)行深入的了解相關(guān)脂肪因子的功能及作用機(jī)制。

2 細(xì)胞間互作關(guān)系研究的重要工具——Transwell共培養(yǎng)模型

Transwell共培養(yǎng)的出現(xiàn)為細(xì)胞間的互作研究提供了很好的模型。早期研究者們在體外用二維(2D)的單細(xì)胞模型進(jìn)行試驗(yàn)，盡管此類研究對科研工作有很大的幫助，但在對各種類型細(xì)胞的研究過程中發(fā)現(xiàn)仍然存在很多的不足。如肌肉細(xì)胞和脂肪細(xì)胞在體內(nèi)交流/刺激/競爭生長和能量儲存的研究中，2D培養(yǎng)無法模擬體內(nèi)各生物活性物質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)機(jī)制，很多試驗(yàn)結(jié)果與機(jī)體內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果不符[31]。為了克服這些不足，在過去的20多年里，人們開發(fā)了大量的三維(3D)細(xì)胞培養(yǎng)模型。而Transwell共培養(yǎng)系統(tǒng)就是在這一過程中產(chǎn)生并被廣泛運(yùn)用于動(dòng)物細(xì)胞模型的構(gòu)建。

Transwell共培養(yǎng)是一種典型的3D共培養(yǎng)模型，將Transwell小室放入培養(yǎng)板中，小室內(nèi)稱為上室，培養(yǎng)板內(nèi)稱為下室，上下層培養(yǎng)液通常以聚碳酸酯膜相隔，上室內(nèi)添加上層培養(yǎng)液，下室內(nèi)添加下層培養(yǎng)液。將細(xì)胞接種在上室內(nèi)，由于膜的通透性，下層培養(yǎng)液中的成分可以影響到上室內(nèi)的細(xì)胞，通過調(diào)整孔徑大小和應(yīng)用不同方式處理聚碳酸酯膜，就可以進(jìn)行共培養(yǎng)、細(xì)胞趨化、細(xì)胞遷移、細(xì)胞侵襲等多種方面的研究。而在試驗(yàn)過程中，為了更接近體內(nèi)的情況，通常情況下會(huì)在細(xì)胞培養(yǎng)層添加膠原以使細(xì)胞處于3D培養(yǎng)環(huán)境中，從而更好的研究下層培養(yǎng)液中的成分對上層細(xì)胞生長、運(yùn)動(dòng)等的影響。因此，Transwell共培養(yǎng)模型被廣泛運(yùn)用于腫瘤藥物篩選和細(xì)胞互作等研究中。

根據(jù)培養(yǎng)細(xì)胞接觸狀態(tài)，Transwell共培養(yǎng)模型又被細(xì)分為接觸培養(yǎng)與不接觸培養(yǎng)2種類型(圖2，3)。細(xì)胞接觸共培養(yǎng)模型更接近體內(nèi)情況，更有利于2種在體內(nèi)毗鄰細(xì)胞的互作研究。例如，GAILLARD等[32]的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞接觸時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞與星形膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)增加了內(nèi)皮細(xì)胞上緊密連接蛋白的表達(dá)，并上調(diào)細(xì)胞膜上P-糖蛋白(P-glcoprotein,P-gp)的表達(dá)。而不接觸的共培養(yǎng)模型是將2種不同細(xì)胞接種于上室膜和下室底部，常用于研究2種細(xì)胞分泌物之間的相互作用。成肌細(xì)胞與前體脂肪細(xì)胞互作的研究也常采用此類共培養(yǎng)模式。Transwell共培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)細(xì)胞種類的多少可分為Transwell共培養(yǎng)和Transwell三培養(yǎng)模型，在Transwell接觸共培養(yǎng)兩類細(xì)胞的基礎(chǔ)上在下室底部再增加一類細(xì)胞，一般都是先接種下室2種細(xì)胞培養(yǎng)一段時(shí)間后在上室接入效應(yīng)細(xì)胞。這種共培養(yǎng)模式最接近于體內(nèi)情況，用于體外模型的構(gòu)建最為合適。NAKAGAWA等[33]利用這種模式重建了血腦屏障(the blood-brain barrier,B-BB)模型。

圖2 Transwell分離共培養(yǎng)模型 圖3 Transwell接觸共培養(yǎng)模型

如今體外Transwell共培養(yǎng)模型已經(jīng)更加多樣化和復(fù)雜化，它們在研究細(xì)胞生長、組織形態(tài)形成、干細(xì)胞分化、藥物和毒性測試等方面已經(jīng)被大量使用。大量的試驗(yàn)表明，為滿足特定的細(xì)胞類型或應(yīng)用的需要，不同細(xì)胞的Transwell共培養(yǎng)模型具有不同的特性和需要。迄今為止，許多腫瘤發(fā)生、干細(xì)胞分化和器官樣體形成的復(fù)雜三維模型都使用了以ECM為基礎(chǔ)的天然水凝膠，如膠原蛋白等。結(jié)合不同的分析技術(shù)，如近些年興起的微陣列芯片、微流體分析等技術(shù)，可以高效的檢驗(yàn)出培養(yǎng)基中的細(xì)胞因子成分，避免了因分析時(shí)間過長而導(dǎo)致的某些分泌的細(xì)胞因子降解，從而提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。此前關(guān)于成肌細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞互作的研究一直都在進(jìn)行，但受技術(shù)限制依舊存在很多未知，上述這些技術(shù)的興起為深入研究這兩種細(xì)胞互作提供了技術(shù)支持。

3 Transwell共培養(yǎng)在成肌細(xì)胞與前體細(xì)胞互作研究的應(yīng)用

最早關(guān)于成肌細(xì)胞與前體脂肪細(xì)胞互作的研究可以追溯到1985年，JARETT等[34]在研究中提出了肌肉纖維和脂肪細(xì)胞之間可能存在直接調(diào)節(jié)的相互作用，他們觀察到胰島素處理后大鼠骨骼肌分泌了一種旁分泌因子，可以刺激脂肪細(xì)胞中的丙酮酸脫氫酶和糖原合成酶活性，一段時(shí)間后，脂肪細(xì)胞能夠降解肌肉源性調(diào)節(jié)因子。隨后,DODSON等[35]首次利用Transwell技術(shù)建立了3T3-L1前體脂肪細(xì)胞與羊肌肉衛(wèi)星細(xì)胞體外共培養(yǎng)體系用于研究前體細(xì)胞與肌肉細(xì)胞之間的互作，并提出衛(wèi)星細(xì)胞可能釋放改變前體脂肪細(xì)胞生存能力和促使前體脂肪細(xì)胞分化為成熟的脂肪細(xì)胞的因子；衛(wèi)星細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞之間存在差異，可能影響這些細(xì)胞參與肌肉發(fā)育和生長。有試驗(yàn)證明，肌肉細(xì)胞和3T3-L1 前體脂肪細(xì)胞在共培養(yǎng)模式下可以促進(jìn)前體脂肪細(xì)胞的生長和增殖，同時(shí)抑制其分化[35]。但受到當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，很多參與細(xì)胞互作的細(xì)胞因子并沒有得到更加詳細(xì)的論述。

隨著Transwell共培養(yǎng)的廣泛運(yùn)用和相應(yīng)檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的科研工作者開始探究局部產(chǎn)生的各類細(xì)胞因子對不同細(xì)胞的互作效應(yīng)。據(jù)報(bào)道，許多不同的組織都能產(chǎn)生胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor,IGFs)，并且通過旁分泌和自分泌途徑實(shí)現(xiàn)局部調(diào)控作用[35]。在脂肪細(xì)胞分化過程中，外源性IGFs抑制前體脂肪細(xì)胞有絲分裂，并促進(jìn)前體細(xì)胞成脂分化[36]。有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，牛肌肉衛(wèi)星細(xì)胞在堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor,BFGF)的調(diào)控下增殖，在IGF-1作用下發(fā)生分化；而轉(zhuǎn)化生長因子-3(transforming growth factor-3,TGF-3)可以抑制牛肌肉衛(wèi)星細(xì)胞的增殖和分化[37]。表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)、BFGF和血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor,PDGF)等多種細(xì)胞因子在前體脂肪細(xì)胞中促進(jìn)前體細(xì)胞的有絲分裂，而生長激素(growth hormone，GH)、胰島素、IGF-1、糖皮質(zhì)激素和甲狀腺激素等物質(zhì)能促使前體脂肪細(xì)胞分化為成熟脂肪細(xì)胞[38]。部分生長因子也在脂肪組織中表達(dá)，可能通過局部的自分泌和旁分泌作用參與脂肪形成過程。此外，間充質(zhì)脂肪細(xì)胞前體或3T3-L1細(xì)胞的脂肪生成被衛(wèi)星細(xì)胞或L6肌肉細(xì)胞的存在所抑制[39]。盡管肌肉和脂肪細(xì)胞互作研究進(jìn)展迅速，但肌肉細(xì)胞分泌何種因子影響脂肪細(xì)胞募集的研究尚不明確，仍需要進(jìn)一步研究和探索。

在這一系列的研究過程中，已經(jīng)有40多種不同類型的脂肪因子陸續(xù)被鑒定出能通過內(nèi)分泌、旁分泌、自分泌直接或間接的參與到脂肪細(xì)胞的形成過程中。OJIMA等[40]研究結(jié)果表明，3T3-L1前體脂肪細(xì)胞在分化時(shí)會(huì)分泌脂肪因子。在脂肪細(xì)胞分化過程中生成的白細(xì)胞介素6(Interleukin 6,IL-6)和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)，能夠在脂肪形成和脂肪降解中起到重要作用。因此，它們與維持正常骨骼肌和脂肪組織的質(zhì)量比相關(guān)。PELLEGRINELLI等[41]研究結(jié)果表明，肌肉細(xì)胞與脂肪細(xì)胞共培養(yǎng)可誘導(dǎo)肌肉細(xì)胞IL-6 mRNA表達(dá)，并可增加相應(yīng)培養(yǎng)基中IL-6的積累。然而，目前還不清楚是何種類型的脂肪因子在肌肉細(xì)胞中誘導(dǎo)IL-6的表達(dá)和細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，還需要進(jìn)一步的研究來闡明這些問題。

4 總結(jié)和展望

成肌細(xì)胞與前體脂肪細(xì)胞的互作研究，是對肌間脂肪細(xì)胞的分化及調(diào)控機(jī)制更深入的探究，這對肉畜育種工作中的肉質(zhì)改良是至關(guān)重要的。此外，衛(wèi)星細(xì)胞與骨骼肌毗鄰，是肌間的成肌細(xì)胞，可以直接通過旁分泌影響到肌間脂肪的形成。因此，以同一哺乳動(dòng)物的衛(wèi)星細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞為試驗(yàn)材料，構(gòu)建的Transwell共培養(yǎng)系統(tǒng)是理想的脂代謝研究模型。而選擇與人類在解剖學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)水平上相似的物種，如豬的衛(wèi)星細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞構(gòu)建的共培養(yǎng)系統(tǒng)可以作為人的脂肪代謝的理想研究模型，這對尋找人類肥胖的成因和尋找肥胖引起的疾病防控方案有著重要的意義。肌間脂肪的形成是一個(gè)復(fù)雜的生理過程，是由多種細(xì)胞、細(xì)胞因子和主效基因共同參與調(diào)控，Transwell共培養(yǎng)系統(tǒng)對于與脂肪沉積、脂肪分化等相關(guān)脂肪代謝調(diào)控機(jī)制的研究也起到重要的作用，為深入挖掘肌間脂肪形成相關(guān)的功能基因和基因間互作機(jī)制提供有效的技術(shù)支撐。此外，盡管Transwell共培養(yǎng)技術(shù)越發(fā)成熟多樣，但在成肌細(xì)胞和前體細(xì)胞的互作研究上還需要更深入的研究，這也為細(xì)胞間互作關(guān)系的機(jī)制研究提供了新的思路。近年來隨著微流體技術(shù)的興起，共培養(yǎng)條件下細(xì)胞互作產(chǎn)生的細(xì)胞因子的檢測更加方便快捷。另外為模擬體內(nèi)的細(xì)胞生長條件，在培養(yǎng)條件方面的研究也取得了一定的突破，這為成肌細(xì)胞與前體脂肪細(xì)胞互作研究提供了更有利的技術(shù)手段。