虹鳟鱼肌肉与脂肪组织连续成体干细胞系的建立及其在大理石纹细胞培养鱼肉生产中的应用

为解决细胞培养鱼肉生产中肌肉干细胞(MyoD/Pax7)和脂肪源性干细胞(ADSCs)难以长期维持干性及高效分化的问题，研究人员从虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)中成功建立RTMS和RTADS两种连续干细胞系，通过优化分化培养基（MDM-4含维生素C/D+胰岛素，ADM-4含棕榈酸/油酸）实现肌肉分化指数35.89%和脂肪滴高效形成，并利用3D可食用微载体制备出游离氨基酸和脂肪酸含量显著高于天然鱼肉的细胞培养鱼肉，为规模化生产提供优质种子细胞资源。

　　

随着全球人口增长和传统畜牧业环境压力加剧，细胞培养肉技术被视为解决食品安全与生态危机的革命性方案。然而，现有技术面临两大瓶颈：一是鱼类肌肉干细胞(MyoD/Pax7)在体外传代中干性快速丢失（通常<10代），二是缺乏物种同源的脂肪干细胞(ADSCs)协同构建仿生纹理。虹鳟鱼作为高价值冷水鱼种，其肌肉嫩度和ω-3脂肪酸含量备受青睐，但此前仅停留在原代细胞培养阶段。

中国海洋大学的研究团队在《Aquaculture Reports》发表的研究中，通过创新性结合胶原酶部分消化-组织块联合培养法（肌肉）和完全酶解法（脂肪），从虹鳟鱼中成功建立全球首个可传代50次以上的肌肉干细胞系(RTMS)和40代以上的脂肪干细胞系(RTADS)。关键技术包括：1）采用胚胎干细胞专用FBS维持RTMS干性，间充质干细胞专用FBS培养RTADS；2）基于CO1基因和染色体核型（RTMS模态60条）进行细胞溯源；3）开发含维生素C/D+胰岛素的MDM-4分化培养基使肌管融合指数达30.25%；4）设计含棕榈酸/油酸的ADM-4培养基显著提升PPARγ表达3.51倍。

研究结果显示：

1. RTMS细胞在10% FBS+18℃条件下增殖最快（PDT 37.15小时），传代56代仍保持35.6% Pax7阳性率，优化后的MDM-4使肌球蛋白重链(MHC)基因表达提升8.7倍；
2. RTADS细胞在15% FBS中生长最优，添加脂肪酸混合物使脂滴形成效率提高4.2倍，关键脂肪标记基因FABP4上调3.51倍；
3. 3D微载体培养7天使细胞扩增5.43-7.93倍，最终制备的细胞培养鱼肉中丙氨酸含量达天然鱼肉2.43倍，单不饱和脂肪酸占比49.47%。

该研究首次实现鱼类双干细胞系的协同应用，突破传统培养肉依赖跨物种细胞或转分化的局限。尽管在ω-3脂肪酸合成方面仍需优化（未检测到EPA/DHA），但建立的标准化培养体系为后续藻源添加剂或基因编辑改良提供基础。这项成果不仅推动水产细胞培养肉从实验室走向产业化，更为解决海洋渔业资源枯竭提供创新技术路径。