摘要
文化肉（cultured meat）是细胞农业领域的一个新兴前沿，由于其在可持续性、动物福利和食品安全方面的潜在优势而受到越来越多的关注。然而，其发展受到风味调节和感官质量方面的挑战，这主要是由于脂肪衍生风味化合物的生物合成能力有限。尽管脂肪组织工程已经得到了广泛研究，但其工业化生产仍受到血清依赖性和低分化效率的阻碍。因此，迫切需要建立无血清、高效调控脂质合成的策略。在这项研究中，我们开发了一种无血清的脂肪生成诱导系统，并研究了其背后的调控机制。我们证明，无血清分化培养基1（SFM-1）能够启动分化过程，并在前脂肪细胞中诱导细胞内脂质沉积（第8天时约为10%）。无血清分化培养基2（SFM-2）通过提供油酸（OA）作为脂质底物和信号激活剂，显著增强了脂滴积累和分化效率。最终，无血清分化培养基3（SFM-3）利用油酸（OA）和转铁蛋白（TRF）的协同作用，成功激活了SEPTIN4的表达，进而调控了包括主要转录因子PPARγ和CEBPα以及下游功能基因在内的核心脂肪生成网络。从机制上讲，SFM-3中的OA/TRF组合上调了SEPTIN4的表达，揭示了一个先前未被认识的调控轴，该轴激活了PPARγ信号通路，从而同步了前体细胞的增殖和分化过程，引导它们从初始状态发展到功能成熟状态。我们的研究提供了一个化学定义明确、可扩展的平台，用于猪脂肪细胞的无血清脂肪生成分化，为可控生产文化肉中的脂肪成分提供了有前景的策略，并支持其工业化发展。
