摘要：全球肉类消费持续增长，传统畜牧业面临环境与伦理的双重压力，培养肉技术被视为破局的关键。然而，这一领域的核心挑战之一在于如何获取稳定、高效的脂肪细胞来源——脂肪不仅赋予肉类风味与口感，更是能量与营养的核心载体。现有技术中，动物间充质干细胞（MSCs）虽易获取，但
全球肉类消费持续增长，传统畜牧业面临环境与伦理的双重压力，培养肉技术被视为破局的关键。然而，这一领域的核心挑战之一在于如何获取稳定、高效的脂肪细胞来源——脂肪不仅赋予肉类风味与口感，更是能量与营养的核心载体。现有技术中，动物间充质干细胞（MSCs）虽易获取，但其增殖能力有限，分化效率随传代急剧下降；基因编辑的永生化细胞虽能长期增殖，却常伴随分化能力丧失或安全风险。
近日，爱丁堡大学罗斯林研究所的科学家发表了一项突破性研究，题为“A unique spontaneously immortalised cell line from pig with enhanced adipogenic capacity”，报道了一种新型猪源脂肪细胞系 FaTTy，其通过自发永生化过程，实现了接近 100% 的脂肪生成效率，并在超过 200 代传代中保持稳定，为培养肉工业化生产提供了新的解决方案。
研究团队最初从 5 只仔猪的皮下脂肪组织中分离出间充质干细胞系（MSCs），发现其中一个编号为 MSC5 的细胞系展现出“反常”特性。当其他细胞在 30-40 天内逐渐衰老时，MSC5 突破了细胞增殖的“海弗利克极限”（Hayflick limit），在未引入任何外源基因的情况下持续分裂超过 200 代，并被命名为 FaTTy。更令人惊叹的是，FaTTy 的脂肪分化效率随传代不降反升，从初始的 44% 跃升至 87%，最终稳定在 76%-93%。相比之下，传统 MSCs 的分化效率在传代后常跌至 5% 以下。这种“越老越强”的特性颠覆了学界对干细胞衰老规律的认知，成为 FaTTy 的核心创新点。
图 | 衍生出具有增强成脂能力的自发永生化 MSC 细胞系 FaTTy
为解析 FaTTy 独特表型的分子机制，团队通过转录组测序技术对 FaTTy 及其亲代 MSCs 进行了全基因组表达谱分析。基因富集分析发现，促脂肪生成基因 DPP4 和 FGF1 的表达量分别较亲代细胞升高了 15 倍和 25 倍。与此同时，脂肪生成抑制因子 MEOX2 和 GATA3 的表达量分别下降了 60% 和 45%。这一正负调控网络的协同作用，可能共同推动了 FaTTy 的高效脂肪分化表型。
在探究细胞永生化机制时，团队发现 FaTTy 的端粒长度虽略短于亲代细胞，但在传代过程中保持稳定，且端粒酶（TERT）表达量未显著升高。这一现象暗示 FaTTy 可能通过端粒酶非依赖的替代性端粒延长机制（Alternative Lengthening of Telomeres, ALT）维持基因组稳定性。尤为关键的是，FaTTy 未检测到肿瘤相关基因（如 MYC、TP53）的异常表达，且在软琼脂实验中无法形成锚定非依赖性克隆，排除了其癌变风险。这些数据表明，这些数据从功能层面证实 FaTTy 未获得恶性转化特征，为其食品安全性提供了双重保障。
脂肪的功能不仅在于体积，更取决于其组成。团队通过气相色谱-质谱联用技术对 FaTTy 分化细胞进行了系统性脂质组学分析，发现其脂肪酸谱与天然猪脂肪高度相似。这一比例接近地中海饮食推荐的脂肪酸构成，后者已被证实可降低心血管疾病风险并改善胰岛素敏感性。然而，FaTTy 脂肪中多不饱和脂肪酸（PUFA）含量不足 1%，显著低于天然脂肪的 11%。研究者推测这可能是由于分化培养基中缺乏 PUFA 前体（如亚油酸），未来可通过优化培养基配方等非转基因手段进行代谢调控。
值得注意的是，FaTTy 在三维藻酸盐支架中成功形成了毫米级脂肪组织块，并在 40 天的长时程分化后产生了成熟的单房脂滴，其形态与体内白色脂肪细胞高度相似。这一突破首次在牲畜细胞中实现了体外脂肪成熟过程的完整模拟，为培养肉的质地优化提供了关键模型。
图 | FaTTy 细胞长期分化过程中的图像和基因表达分析
研究的通讯作者 Xavier Donadeu 教授指出，FaTTy 的非转基因属性使其更易通过欧盟等严格监管，而接近天然的脂质组成与高效扩增能力，则使其成为“培养肉工业化拼图中缺失的一块”。目前，团队正致力于将 FaTTy 适配无血清悬浮培养体系，以满足生物反应器的大规模生产需求。更富想象力的是，这项技术已被太空探索领域关注——稳定的细胞系与高效分化特性，或能为长期太空任务提供可持续的脂肪来源，解决宇航员对“地球风味”的依赖。
当然，FaTTy 的产业化仍面临挑战。例如，其培养依赖胎牛血清（FBS），且多不饱和脂肪酸（PUFA）含量显著低于天然脂肪，可能需通过培养基优化或代谢工程进一步调控。但无论如何，这项研究为培养肉行业提供了一把关键钥匙：一种安全、稳定、高效的脂肪细胞资源，正在叩响未来食品的大门。
参考链接：
1.Thrower, T., Riley, S.E., Lee, S. et al. A unique spontaneously immortalised cell line from pig with enhanced adipogenic capacity. npj Sci Food 9, 52 (2025). https://doi.org/10.1038/s41538-025-00413-y
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来源：生辉SciPhi