肌内脂肪(Intramuscular Fat,IMF)是指分布在肌纤维和肌束之间的脂肪,主要包括存在于细胞膜中的磷脂,是影响猪肉品质的重要因素。前期人们对高瘦肉率的追求使猪肉肌内脂肪的含量不断降低,猪肉的食用口感和感官品质下降。提高肌内脂肪含量是改善猪肉品质的紧要任务。由于肌内脂肪分布在肌纤维之间,有特殊的组织生理学特征,因此肌肉组织旁分泌及其组织微环境对肌内脂肪都有潜在的影响。白介素15(Interleukin-15,IL-15)是肌肉分泌的一种细胞因子,能够与其受体结合,激活JAK/STAT3通路。本研究进一步探讨IL-15通过JAK/STAT3调控猪肌内脂肪成熟和分化的作用机制,具体研究过程及结果如下:一、检测IL-15对脂肪细胞分化的影响。本研究首先通过实验室成熟技术“天花板”法获得猪肌内前体脂肪细胞,然后用浓度为200 ng/mL的IL-15处理分化过程中的猪肌内前体脂肪细胞,检测其分化能力和脂滴沉积量的变化。油红O染色和甘油三酯含量测定结果显示,IL-15处理显著提升了肌内脂肪细胞的成脂分化和脂质沉积能力;qPCR结果显示,脂肪分化相关基因PPARγ、C/EBPα的表达量显著上升,脂肪合成相关酶FABP4表达量显著上升(FASN表达量无变化),同时伴随着脂肪分解相关酶ATGL、HSL表达量的升高。以上结果显示,200ng/mL的IL-15能够促进肌内前体脂肪细胞的分化和脂滴的沉积。二、探究IL-15信号转导分子STAT3在猪肌内脂肪细胞分化中的作用。本研究通过检测STAT3在猪肌内脂肪细胞分化过程中的表达趋势,以及通过干扰内源性STAT3和过表达STAT3实验来探究STAT3对肌内脂肪细胞分化的影响。结果显示,STAT3在分化早期表达量显著上升,之后保持不变,而且其磷酸化水平随着分化的进行逐渐降低。敲除内源性STAT3抑制肌内脂肪细胞分化和脂滴沉积,脂肪分化标志基因PPARy、C/EBPα和脂肪合成相关酶FABP4、FASN的表达量显著降低,脂肪分解相关酶ATGL和HSL的表达量也降低。过表达STAT3能够促进肌内脂肪细胞分化和脂滴沉积,脂肪分化标志基因PPARy、C/EBPα和脂肪合成相关酶FABP4、FASN的表达量显著上升,同时脂肪分解相关酶ATGL和HSL的表达量也升高。以上结果表明,IL-15的信号转导分子STAT3能够促进猪肌内脂肪细胞分化。三、研究STAT3在IL-15促进肌内脂肪细胞分化过程中的作用。用IL-15处理肌内脂肪细胞,STAT3表达量增加,STAT3磷酸化水平升高,JAK/STAT3信号通路被激活。IL-15处理分化的脂肪细胞,同时用si-STAT3干扰STAT3的内源性表达,脂肪细胞分化和脂滴沉积能力降低,相关基因表达下降,与si-STAT3单独处理效果相当,说明STAT3对IL-15作用的发挥起决定性作用。当IL-15处理分化的脂肪细胞,同时用超表达载体pc-STAT3联合处理,脂肪细胞分化能力和脂滴沉积量明显上升,脂肪生成关键基因的表达量也明显增加,比pc-STAT3单独处理效果更为显著,说明IL-15能够通过激活STAT3信号通路增强促成脂效果。综上,本研究结果表明,肌肉分泌因子IL-15能够通过激活JAK/STAT3信号通路,促进猪肌内脂肪细胞的分化和成脂能力。