《Animals》：Adipose-Derived Extracellular Vesicles in Lipid Crosstalk: Current Evidence from Mammalian Models and Research Perspectives for Livestock Meat Quality
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脂肪来源细胞外囊泡（adipose-derived extracellular vesicles, EVs）作为细胞间通讯和脂质代谢的调控因子日益受到关注。这类纳米级囊泡可转运多种货物，包括蛋白质、脂质、mRNA、lncRNA和miRNA。借助这些货物，脂肪组
脂肪来源细胞外囊泡（adipose-derived extracellular vesicles, EVs）作为细胞间通讯和脂质代谢的调控因子日益受到关注。这类纳米级囊泡可转运多种货物，包括蛋白质、脂质、mRNA、lncRNA和miRNA。借助这些货物，脂肪组织得以与远端器官通讯并影响代谢稳态。本文综述脂肪来源EVs的生物学特征与功能作用，重点关注其参与脂肪生成（adipogenesis）、胰岛素信号、炎症以及非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD）和动脉粥样硬化（atherosclerosis, AS）等代谢紊乱的过程。研究人员综合考察了人类与啮齿类研究的证据以及目前有限的牛（bovine）数据。需要强调的是，本文讨论的多数机制性证据来自非牛模型，因此研究人员将家畜生产与肉品质方面的应用视为研究展望而非已确立的功能。具体而言，本文检验了EV介导的信号可能调控肌内脂肪（intramuscular fat, IMF）沉积与肉品质性状这一假说，并概述了牛特异性研究的关键挑战与研究方向。更深入地理解这些通讯通路，从长远看可为与肉品质相关的研究方向提供参考，但仍需在牛体内进行直接的功能验证。
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引言
外泌体（exosomes）最初在绵羊网织红细胞中被鉴定，是由多种哺乳动物细胞类型释放的纳米级细胞外囊泡（30–150 nm），作为天然脂质结合载体转运蛋白质、脂质、mRNA、lncRNA和microRNA等多种生物活性分子，是细胞间通讯的关键介质，影响细胞分化与代谢调控等生物学过程。外泌体的RNA含量可反映来源细胞的生理状态，并能调控受体组织的基因表达。与动物科学尤为相关的是外泌体在脂质代谢和脂肪生成调控中的作用，提示其作为家畜食品生产中生物标志物和功能调控因子的潜力。文中对术语作了界定：以"EVs"作为通用术语，"小细胞外囊泡（small extracellular vesicles, sEVs）"用于尚未正式证实内体来源的小EV制备物，仅当原始研究证实或明确讨论内体来源或描述外泌体生物发生时使用"exosomes"，"微囊泡/外泌体样囊泡（microvesicles/ectosomes）"用于直接从质膜脱落的囊泡。文献检索覆盖PubMed、Web of Science和Scopus至2026年9月9日，优先纳入原始研究。脂肪组织是活跃的内分泌器官，由脂肪细胞、前脂肪细胞、脂肪来源间充质干细胞（adipose-derived mesenchymal stem cells, ADSCs）和免疫细胞组成，通过EVs与其他组织通讯，显著影响脂质代谢、胰岛素信号、炎症反应以及NAFLD、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）和AS等代谢紊乱的发生。在畜牧生产中，脂肪来源EVs可能调控IMF沉积，而IMF是影响肉嫩度、多汁性和风味的关键因素；但多数机制证据来自非牛模型，其在家畜特别是牛中的应用仍属推测。
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外泌体的形成与特征
2.1 外泌体的形成
外泌体生物发生是高度有序的细胞过程，始于质膜内陷生成早期分选内体（early-sorting endosomes, ESEs），高尔基体和内质网（ER）提供内体成熟所需的分子组分。ESEs经酸化和结构重塑转变为获得Rab7 GTP酶特征的晚期分选内体（late-sorting endosomes, LSEs），其膜进一步内陷形成腔内囊泡（intraluminal vesicles, ILVs），ILVs通过依赖或不依赖内体分选复合物（endosomal sorting complex required for transport, ESCRT）的机制包裹蛋白质、脂质和核酸，四跨膜蛋白和脂质结构域亦参与分选。含ILVs的LSEs即多泡体（multivesicular bodies, MVBs），或与溶酶体融合降解，或在Rab GTP酶（如Rab27a/b）和SNARE复合物介导下与质膜融合释放ILVs，即外泌体。外泌体直径30–150 nm，通过向受体细胞传递功能性生物分子介导细胞间通讯；而微囊泡/外泌体样囊泡（50–1000 nm）直接从质膜脱落。
2.2 外泌体的分离与鉴定
常用分离技术包括差速超速离心、密度梯度超速离心、超滤、免疫磁珠捕获、尺寸排阻色谱和聚合物沉淀，各方法分别针对大小、密度、表面抗原或溶解度等特性。差速超速离心因操作简便而广泛采用，回收率高但纯度可变；密度梯度离心提高纯度但降低产量；超滤快速但可能产生剪切应力；免疫磁珠特异性高但产量低且依赖抗体质量；尺寸排阻色谱保持囊泡完整性但稀释样品；聚合物沉淀简便可扩展但常共沉淀杂质。因此产量、纯度和功能完整性应分别报告，微流控分离等新兴技术显示出改善选择性和可扩展性的前景。准确鉴定依赖多参数方法：粒径分析常用纳米颗粒跟踪分析（nanoparticle tracking analysis, NTA）、动态光散射（DLS）和可调电阻脉冲传感（TRPS）；形态学评估依赖扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）；蛋白标志物检测靶向四跨膜蛋白（CD63、CD9、CD81）、热休克蛋白（如HSP70）和ESCRT相关蛋白（TSG101、Alix）。由于NTA和DLS提供粒径而无蛋白信息、免疫检测有标志物而缺乏物理表征，建议整合正交方法；标志物选择应参考物种特异性抗体可得性，牛样品中商业抗体可能有限。
2.3 外泌体的特征
sEV制备物在电镜下呈特征性杯状形态，多为圆形或椭圆形，直径30–150 nm，蔗糖梯度离心显示浮力密度为1.10–1.18 g/mL。外泌体膜富集四跨膜蛋白（CD63、CD9、CD81）、整合素和表面黏附分子，并携带主要组织相容性复合体（MHC）分子等膜相关蛋白。常用鉴定标志物包括CD63、CD9、CD81、flotillin、TSG101、Alix和HSP70，其中CD63高度富集常作为确定性标志物，TSG101和Alix是ESCRT核心组分。需注意杯状形态可能受固定、脱水和染色影响，形态学不应单独作为外泌体身份的确定证据。外泌体因细胞来源、病理生理状态和释放条件不同而呈显著异质性；脂肪来源EVs被报道富集甘油三酯、胆固醇和鞘磷脂等脂质，但脂质谱随物种、脂肪库、分离方法和代谢状态而变化，尚需系统脂质组学验证。
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脂肪来源EVs的特征与功能
3.1 脂肪来源EVs的特征
脂肪组织含成熟脂肪细胞、前脂肪细胞、ADSCs、内皮细胞和免疫细胞，脂肪细胞来源EVs与ADSC来源EVs是不同群体，不应混为一谈。脂肪组织、脂肪细胞和ADSCs均分泌EVs，来源于白色脂肪组织（WAT）、棕色脂肪组织（BAT）和间充质干细胞等前体细胞，其分子组成随肥胖、禁食和缺氧等代谢条件变化。结构上常富集甘油三酯、胆固醇和鞘磷脂，但该脂质谱是否区别于其他细胞来源EVs仍需系统比较脂质组学分析。其货物包括脂联素（adiponectin）、PAI-1等脂肪因子、相关转录本、脂肪生成关键酶（如FABP4、LPL）、脂肪酸氧化（FAO）相关蛋白及多种RNA。不同脂肪库来源囊泡组成不同、生理效应各异。分泌受发育调控：前脂肪细胞释放的EVs/微囊泡多于成熟脂肪细胞，且前脂肪细胞来源囊泡磷脂酰丝氨酸、花生四烯酸和PPARγ等脂肪生成标志物水平升高，提示前脂肪细胞来源外泌体促进前体细胞间通讯，可能参与脂肪分化过程。
3.2 脂肪来源EVs的功能作用
脂肪来源EVs介导脂肪组织与内皮细胞、成纤维细胞等局部细胞及中枢神经系统神经元等远端靶标的通讯，通过传递脂肪因子转录本、miRNA和lncRNA等货物，调控胰岛素信号、脂质合成与分解、肌生成和炎症反应；分泌失调或货物组成改变可破坏代谢稳态，并可能参与AS、NASH和NAFLD的发病。
3.2.1 对脂肪生成的影响
脂肪来源EVs含抵抗素、瘦素、脂联素和FABP4（aP2）等关键调控因子。Sano等报道缺氧条件下3T3-L1脂肪细胞分泌的外泌体富集脂肪生成酶，共培养实验显示其上调受体脂肪细胞的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和脂肪酸合酶（FASN）。Müller等在大鼠脂肪细胞来源微囊泡中鉴定出miR-16、miR-27a、miR-146b和miR-222等脂肪富集miRNA，可刺激小脂肪细胞脂质合成；而猪脂肪细胞微囊泡中的miR-130b通过靶向PPAR-γ抑制脂肪生成和脂滴形成。EV相关miRNA还通过关键通路调控脂肪生成：大鼠脂肪组织来源外泌体样囊泡携带的miR-450a-5p靶向Wnt1/WISP2促进脂肪生成，miR-148a通过抑制WNT5A/RoR2促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）成脂分化，脂肪细胞外泌体miR-122-5p下调SPRY2激活MAPK信号抑制BMSC脂肪生成。此外，外泌体miR-29a-3p靶向Col4a1促进肝细胞脂质沉积，LINC01705经miR-552-3p/LXR轴加剧高糖下肝脏脂质蓄积，TCONS_00039830经miR-455-3p/Smad2通路增加肝细胞脂肪、甘油三酯和胆固醇水平。WAT来源外泌体miR-210和miR-92a上调BAT中FGFR-1抑制脂肪细胞褐变；冷暴露诱导棕色脂肪细胞外泌体miR-132-3p靶向肝脏SREBF1减少脂质沉积；棕色脂肪细胞外泌体来源tRNA片段（tRFs）下调UCHL1，提示参与脂解调控。
3.2.2 对肌生成的影响
脂肪来源EVs抑制成肌细胞增殖和分化，前脂肪细胞来源外泌体的抑制活性强于成熟脂肪细胞。Li等通过高通量测序鉴定出miR-221-5p等显著富集于脂质代谢通路的miRNA；脂肪细胞来源外泌体携带的let-7d-3p通过靶向转录因子HMGA2抑制老年小鼠肌肉干细胞增殖。这些提示脂肪-肌肉EV交互值得在牛中研究，但目前无直接证据表明牛脂肪来源EVs调控IMF沉积或肉品质。
3.2.3 在成骨中的作用
脂肪来源EVs参与成骨和骨脂平衡。TNF-α预处理ADSCs及过表达lncRNA-KCNQ1OT1的ADSCs来源外泌体经miR-141-5p调控成骨细胞活性，miR-148a、miR-122-5p和miR-335-3p与BMSCs成骨分化相关。但这些发现多来自人类和啮齿类模型，超出家畜肉品质的主要范围。
3.2.4 参与胰岛素抵抗
脂肪细胞来源EVs通过传递特定蛋白和Sonic Hedgehog（Shh）下调脂肪细胞胰岛素受体底物-1（IRS-1）和激素敏感性脂肪酶（HSL），经Ptch/PI3K通路诱导胰岛素抵抗。外泌体miR-141-3p降低与肝细胞胰岛素抵抗相关；脂肪细胞外泌体递送miR-27a抑制PPARγ及其下游基因促进骨骼肌胰岛素抵抗；心脏组织中miR-802-5p靶向HSP60；性腺WAT血清外泌体miR-222通过抑制Irs1加剧高脂饮食小鼠骨骼肌胰岛素抵抗。多数证据来自啮齿类或细胞培养系统，牛脂肪组织或肌肉中的直接因果证据缺乏。
3.2.5 在炎症反应中的作用
抑制M2巨噬细胞极化是驱动炎症的核心事件。脂肪细胞外泌体通过传递Shh等蛋白刺激巨噬细胞分泌促炎细胞因子。miR-155-5p在炎症条件下脂肪细胞中上调，可由脂肪细胞EVs携带，通过靶向SOCS1放大炎症信号；miR-34a和miR-1224分别靶向KLF4和MSI2抑制M2极化；肥胖诱导的外泌体miR-27b-3p通过抑制PPARα增强内皮炎症。circ_0075932经PUM2-AuroraA/NF-κB通路促炎。相反，ADSC-EVs具抗炎特性，减少IL-6和前列腺素E2产生，其递送的SNHG9通过抑制TRADD减轻内皮炎症和凋亡。巨噬细胞极化被视为连续谱而非严格M1/M2二分。ADSC-EVs中miR-30d-5p、miR-93-5p、miR-126、miR-146a、miR-20a、miR-150-5p和miR-17-5p等抑制自噬和炎症或抑制TXNIP-NLRP3炎症小体，缺氧预处理经miR-216a-5p介导M2极化增强上述效应；褪黑素通过增加酮戊二酸和减少外泌体抵抗素调节外泌体介导的炎症。
3.2.6 参与NAFLD和NASH
脂肪来源EVs通过向肝细胞和肝星状细胞传递TGF-β通路调控因子、促进NLRP3炎症小体活化和IL-1β分泌、在内质网应激下递送Akr1b7加剧脂肪变性。高脂饮食来源富集CD36的外泌体抑制肝脏AMPKα1和脂肪酸氧化。ADSC-EVs则递送miR-181-5p抑制纤维化基因、改善胰岛素敏感性和M2极化、激活Wnt/β-catenin并抑制NF-κB信号，显示治疗潜力。
3.2.7 在动脉粥样硬化中的作用
脂肪来源EVs在AS中作用取决于细胞来源和分子货物。功能失调的脂肪细胞外泌体通过上调CD36和促炎细胞因子促进泡沫细胞形成，miR-27b-3p抑制内皮PPARα加速斑块发展；ADSC-EVs经miR-342-5p、miR-125b-1-3p、miR-26和miR-382-5p发挥抗AS效应。牛中直接证据仍缺乏。
3.2.8 其他功能
脂肪来源EVs还参与帕金森病、毛发再生、卵巢癌和皮肤癌等过程，体现功能异质性，但不属本文重点。
3.2.9 牛特异性发现
牛脂肪细胞来源EVs研究有限。Yue等分离并表征牛脂肪细胞来源外泌体，显示其携带mRNA、lncRNA和miRNA等多样RNA，且部分RNA相对亲本脂肪细胞富集，提示选择性RNA分选；miR-143和miR-15b等脂肪生成miRNA高表达并被选择性包装，提示潜在代谢通讯调控作用。但该发现仅基于转录组分析，尚需靶基因鉴定和受体细胞表型实验等功能验证；牛脂肪细胞来源EVs携带miRNA调控脂质合成与代谢的机制仍不清楚。此后相关研究多集中于乳来源外泌体。目前缺乏牛脂肪细胞来源EVs调控IMF沉积或肉品质的直接证据。分离技术仍是瓶颈，超速离心耗时费力且纯度回收率不稳定，需开发高效、可重复、低成本且保持外泌体完整性的方法；EVs携带lncRNA、蛋白质、脂质和代谢物等多种生物活性分子，需整合分析各组分及协同效应。EVs作为牛健康监测或遗传选择标志物尚未验证，其在兽医和比较医学中的转化相关性不能作为牛IMF调控的直接证据。鉴于脂肪细胞活性直接影响肉嫩度、剪切力和IMF含量，目前尚无EV策略在牛中验证，其在分子育种或肉品质改良中的应用纯属假设，需严格基础研究。
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脂肪来源EVs与肉品质
4.1 脂肪组织与肉品质的关系
肉牛IMF含量（大理石纹）是消费者接受度的关键决定因素，正向影响嫩度、多汁性和风味，是育种选择的重要目标。皮下、内脏和肌内脂肪库的分布直接影响胴体组成和肉品质。脂肪细胞增殖与分化决定IMF沉积潜力，受PPARγ、C/EBPs等转录因子、激素和局部信号分子网络调控；EV介导的脂肪组织内部及脂肪-肌肉间通讯可能在这些过程中发挥重要作用。
4.2 EV介导肉品质调控的潜在机制
以下机制对牛而言大多为假设，推断自人类、啮齿类、猪或细胞培养模型，应与实验证实的牛机制明确区分。假设上，牛脂肪细胞来源EVs可能向前脂肪细胞递送miR-143、miR-148a等促脂肪生成miRNA，潜在影响IMF沉积；携带miR-27a和miR-130b等抗脂肪生成miRNA的EVs可能限制过度脂质蓄积，净效应取决于正负调控信号的平衡。递送至肌肉组织的EVs可能通过调节脂肪酸摄取、合成或氧化影响肌内脂质蓄积，如外泌体miR-29a-3p靶向Col4a1促进肝细胞脂质沉积，但牛肌肉细胞中是否存在类似机制未知。非牛模型显示脂肪细胞外泌体通过let-7d-3p靶向HMGA2抑制成肌细胞增殖分化，这种脂肪-肌肉通讯可能影响肌肉与脂肪发育的平衡；但牛中介导该交互的具体miRNA尚待表征。除IMF含量外，肌纤维类型组成、结缔组织重塑和宰后蛋白水解也影响嫩度，EV信号可能影响肌纤维类型，但牛中直接证据缺乏；猪肌源性外泌体可影响肌内脂肪细胞脂质蓄积，但对嫩度相关性状的作用未确立。靶向细胞外基质组织或蛋白酶系统（钙蛋白酶、组织蛋白酶）的外泌体miRNA是另一类待研究的假设机制。
4.3 挑战与未来方向
牛脂肪组织脂质含量高，需开发组织特异性分离方案及适合农业规模加工的可扩展方法；缺乏标准化表征方案限制研究间可比性，建立牛外泌体共识标志物和质量控制指标将显著推进该领域。目前多数牛外泌体研究为描述性，需通过受体细胞实验和体内模型进行功能验证以确立外泌体货物与表型间的因果关系；抗牛外泌体标志物抗体较人鼠系统更难获得，制约免疫学检测。未来研究重点包括：超越miRNA的全面分子谱分析（蛋白质、脂质和其他RNA种类）；比较皮下、内脏和肌内脂肪库来源EVs以识别脂肪库特异性调控机制；了解日粮、年龄、品种和管理措施如何影响EV组成；探索血液、乳等易获取生物流体中的EV货物作为预测IMF沉积潜力的无创生物标志物；工程化EVs向肌内脂肪细胞特异性递送促脂肪生成货物属长期目标，仍存大量技术和监管障碍。转化障碍包括：外源给予的外泌体在牛体内稳定性不明，单核吞噬细胞系统快速清除可能限制效力；靶向递送需表面修饰等工程策略，尚处早期；符合良好生产规范的临床级外泌体大规模生产成本对家畜应用过高；多数牛肉生产国尚未建立外泌体饲料添加剂或遗传标志物的监管框架。
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结论
脂肪来源EVs是已确立的人类和啮齿类模型中细胞间通讯和脂质代谢的介质，提示外泌体在其他动物内分泌调控和脂肪沉积中的潜在作用。然而在家畜中，现有证据仍主要限于EV相关RNA货物的描述性表征。迄今无直接证据表明牛脂肪来源EVs调控IMF沉积、肉嫩度或其他肉品质性状。因此，本文并不认为基于EV的策略能可靠改善肉品质性状，而是提出在考虑任何应用前必须解决的牛特异性问题，包括EV分离与表征标准化、牛脂肪细胞和肌肉细胞中功能性货物与靶基因的鉴定以及体内验证。只有解决这些缺口，才能开始理解牛脂肪组织中EV的基础生物学，这是设想任何IMF调控实际应用的必要前提。
